汽车驱动桥振动噪声分析与改进措施研究

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1、分类号：Ｕ４６３．２１８单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５４２７００２密级：公开吉林大学硕士学位论文学术学位（）汽车驱动桥振动噪声分析与改进措施研究ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＮｏｉｓｅｆｏｒＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＤｒｉｖｅＡｘｌｅ作者姓名：郑煜圣专业：车辆工程研究方向：汽车系统动力学及控制指导教师：史文库教授培养单位：汽车工程学院２０１８年６月—————————————————————

2、汽车驱动桥振动噪声分析与改进措施研究—————————————————————AnalysisandImprovementMeasuresofVibrationandNoiseforAutomobileDriveAxle作者姓名：郑煜圣专业名称：车辆工程指导教师：史文库教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、、修改、发行、出租改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。

3、否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名／Ｉｆ曰期：义冷年６月今曰摘要汽车驱动桥振动噪声分析与改进措施研究汽车振动噪声问题是衡量汽车设计制造质量的综合性问题，也是消费者感受最直接

4、的问题。据统计表明，各大汽车厂商每年投入20%左右的研发资金来解决汽车的振动噪声问题。驱动桥作为汽车主要振动噪声源之一，对汽车整体NVH性能的影响不容忽视。因此，对驱动桥振动噪声研究具有重要意义。基于此背景，本文从驱动桥振动噪声分析和减振降噪改进措施研究两个角度出发，系统地研究了驱动桥振动噪声问题。本文采用的有限元与边界元相结合仿真振动噪声的方法，以及提出的减振降噪改进措施，对整车其他部件振动噪声的研究和控制有重要的参考价值。本文主要包括以下内容：首先，驱动桥振动噪声激励传递以及辐射噪声分析。将主减速器主、被动齿轮啮合模型简

5、化为单自由度振动模型，从动力学角度分析传递误差激励、啮合刚度激励和啮合冲击激励。之后以亥姆霍兹方程为基础，采用边界元法将驱动桥表面离散化，预测驱动桥辐射噪声场中声压、声强和声功率，作为辐射噪声仿真的理论基础。其次，驱动桥有限元模型的建立和模态分析。采用有限元软件建立驱动桥有限元模型。之后对驱动桥有限元模型进行模态仿真分析，并对驱动桥进行模态试验测试，将模态仿真和模态试验结果进行对比分析。研究发现，两种方法的模态分析结果高度吻合，验证了有限元模型的正确性。再次，驱动桥振动仿真分析和辐射噪声仿真预测。对驱动桥在80km/h和12

6、0km/h匀速工况下的振动噪声进行了仿真分析。通过分析主减速器主、被动齿轮啮合接触应力来验证齿轮副啮合的正确性。之后对主、被动齿轮齿根应力、齿轮中心位移以及桥壳振动加速度进行分析。研究发现：主减速器齿轮啮合激励为脉冲式激励；驱动桥振动呈周期性，驱动桥的桥壳后盖中心位置Z向的振动最剧烈；驱动桥在120km/h匀速工况比80km/h匀速工况振动剧烈。然后，采用Virtual.Lab软件的直接边界元模块对驱动桥辐射噪声进行仿真。通过对辐射噪声场声压云图和预测点声压级时域图的分析发现，驱动桥辐射噪声以桥壳后盖为中心，向外呈辐射状传播

7、，预测点噪声声压级在120km/h匀速工况比80km/h匀速工况高6dB左右，均呈周期性。I然后，驱动桥振动噪声的试验研究。针对驱动桥振动噪声问题，分别进行了台架试验以及整车道路试验。驱动桥台架试验方案参照QC/T533-1999《汽车驱动桥台架试验方法》进行设计，将测得的振动噪声试验数据与振动噪声仿真结果相对比，发现试验数据与仿真数据高度吻合，验证了仿真方法的可行性、正确性。而整车道路试验是对驱动桥在4挡、5挡加速工况与滑行工况中的振动噪声进行测试，分析发现4挡滑行工况输入轴转速为2700rpm时，驱动桥发生共振，其辐射噪

8、声对驾驶室内噪声的影响不容忽视，该工况为问题工况。最后，提出减振降噪改进措施。针对问题工况，考虑到方案可行性以及成本问题，提出了在驱动桥上安装阻尼式动力吸振器，在桥壳表面喷涂2mm水性阻尼涂料的减振降噪改进措施。为了验证改进效果，分别对驱动桥是否采用改进措施的振动噪声进行仿真分析，通过对比