汽车动力传动系中双质量飞轮的静力及动态特性分析

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1、——————————————————————————————————————汽车动力传动系中双质量飞轮的静力及动态特性分析——————————————————————————————————————TheStaticandDynamicCharacteristicsAnalysisoftheDualMassFlywheelinVehiclePowertrainSystem——————————————————————————————————————作者姓名：王伟俊专业名称：固体力学指导教师：姚国凤教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5

2、月31日摘要汽车动力传动系中双质量飞轮的静力及动态特性分析影响乘坐舒适性的因素有很多，其中影响比较大的是动力传动系的振动和噪声。引起动力传动系的振动和噪声的激励源有很多，主要的激励源是发动机的扭振力矩。目前控制动力传动系振动和噪声最简单、最有效的方法就是安装扭振减振器。从开始在离合器从动盘上安装扭振减振器发展到将飞轮分为两部分在其中安装扭振减振器，形成了目前应用比较广泛的双质量飞轮。双质量飞轮的问世较好的解决了动力传动系的振动和噪声问题。本文采用的双质量飞轮（简称DMFCS）是由弧形弹簧为主要部件的扭振减振器及初、次级质量构成。利用一节

3、弧形弹簧为基础推导了弧形弹簧的弹性特性,并比较安装DMF-CS和离合器从动盘式扭振减振器（简称CTD）对动力传动系固有特性和受迫振动的影响，对双质量飞轮设计研究工作提供了理论基础和仿真数据。通过阅读相关资料，本文开始对汽车的振动和噪声做了简单的介绍，描述了DMF的国内外发展状况和DMF的分类并对比了DMF和CTD的优点与缺点。推导了本文研究的DMF-CS的长弧形弹簧扭转刚度公式，得到了DMF-CS的扭转特性曲线。使用Hypermesh对DMF-CS的关键零部件进行模型简化和划分网格，然后使用Abaqus进行静力分析，如传力板扭矩传递能力分

4、析、花键盘扭矩传递能力分析、齿圈和前壳体的过盈分析、弹簧系统扭矩传递能力分析和初级质量的超速分析。建立怠速工况和行驶工况的动力传动系扭转当量模型，使用Matlab求得装有DMF-CS和CTD的动力传动系的固有频率和固有振型。计算了发动机主谐量的激励频率，分析了怠速工况和行驶工况的共振情况。建立怠速工况和5档行驶工况下的动力传动系受迫振动简化模型，使用Hypermesh和Abaqus求得装有DMF-CS和CTD的动力传动系中扭振减振器的输入端和输出端的角加速度、角速度的对比曲线图。通过分析得到的重要结论如下：1、怠速工况：装有DMF-CS对

5、比CTD有效的降低了动力传动系的第二阶I固有频率，略微影响第三、四阶频率，对于高阶频率基本没有影响。五档行驶工况：装有DMF-CS对比CTD有效的降低了动力传动系的第二阶和第四阶固有频率，略微影响第一、三阶固有频率，对于高阶频率基本没有影响。2、共振分析怠速工况：装有DMF-CS的动力传动系不会发生共振的状况，而装有CTD的动力传动系第二阶固有频率和发动机第二主谐数的振动频率发生共振。五档行驶工况：装有DMF-CS的动力传动系的第5阶固有频率和发动机的第7、8、9、10次谐量发生共振；装有CTD的动力传动系除了和装有DMF-CS的相同共振

6、频率外还有第2阶固有频率和发动机的第1、2次谐量发生共振。3、动力传动系的怠速工况的受迫振动分析中：DMF-CS对比CTD的输出端的角加速度幅值衰减了81.0%，输出端角速度幅值衰减了76.7%，证明了安装DMF-CS的动力传动系具有良好的隔振效果。关键字:动力传动系，扭转振动，双质量飞轮，静力分析，动态特性分析IIAbstractTheStaticandDynamicCharacteristicsAnalysisoftheDualMassFlywheelinVehiclePowertrainSystemTherearemanyfacto

7、rsthatcanaffectthecomfort,amongwhichthevibrationandnoiseofthepowertrainsystemhavemoreinfluences.Torsionalmomentisthemainoneamongexcitationsourcescausingthevibrationandnoiseofthepowertrainsystem.Installingatorsionaldamperistheeasiestandmosteffectivewaytocontrolthat.Atthebe

8、ginning,thetorsionaldamperwasinstalledontheclutchandthenitwasonthetwopartsthattheflywheelwasdivi