汽车传动轴振动的仿真计算及优化.pdf

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1、第34卷第1期噪声与振动控制Vol34No.12014年2月NOISEANDVIBRATIONCONTROLFeb.2014文章编号：1006-1355(2014)01-0109-04汽车传动轴振动的仿真计算及优化12王继红，汪凯（1.安徽江淮汽车集团有限公司技术中心，合肥230601；2.安徽省科学技术情报研究所，合肥230001）摘要：考察汽车传动轴振动特性的指标为1阶约束模态的频率。由此，某商用车传动轴在设计阶段进行模态仿真分析，虽然满足了设计要求，但在整车验证阶段却出现共振，产生了车内共鸣音。针对该问题，改进传动

2、轴模态分析方法，并对传动轴结构进行优化设计，消除共振模态。通过主观评价和噪声测试证实效果良好。关键词：振动与波；仿真；有限元分析；传动轴中图分类号：TB52文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2014.01.025SimulationofVibrationofanAutomobileTransmissionShaftandItsOptimization12WANGJi-hong,WANGKai(1.TechnicalCenterofAnhuiJianghuaiAutomobileG

3、roupCo.Ltd.,Hefei230601,China;2.InstituteofScientificandTechnicalInformationofAnhuiProvince,Hefei230001,China)Abstract:VibrationofanautomobiletransmissionshaftissimulatedbymeansofCAEmethod.Itisfoundthatthefirstvibrationmodecanmeetthedesignrequirement,butresonance

4、problemoccursinthefullvehicletesting.Then,theCAEmethodisimproved,andthestructureisoptimizedsothattheresonantmodecanberemoved.Accordingtotheresultsofthetestandthesubjectiveevaluation,afavoriteeffectisreached.Keywords:vibrationandwave;simulation;finiteelementanalys

5、is;propellershaft汽车传动轴用于将发动机的动力传递至前后完善，来指导该车的噪声问题整改和后续传动轴的桥，在车辆运行过程中，传动轴会发生旋转，从而传设计。递力矩，同时也会产生径向跳动使质心偏离旋转中心，发生弯曲，这两种运动都有可能造成车内振动和1传动轴模态分析评价标准噪声，因此，在传动轴的开发阶段，整车厂会对传动为了避免共振，传动轴的1阶模态频率应比其轴总成进行模态仿真分析，消除其对整车NVH性能临界转速对应的频率高出15%。的影响。根据传动轴的布置形式，如图1所示，临界转速某商用车传动轴在设计阶段进行了模

6、态仿真分的计算主要有两种方式，取其中最小值为传动轴的析，满足设计要求，但在整车试验阶段，在3档WOT临界转速。工况下3200r/min附近，200～230Hz频带范围内，一是根据发动机最高转速驾驶员耳旁存在明显的噪声峰值，经过排查，确认与nmax传动轴的振动有关。R0=1.15×（1）i0因此，需要对现有的传动轴模态仿真方法进行式中R0为临界转速；收稿日期：2013-03-12Nmsx为发动机最高转速；作者简介：王继红（1982-），女，辽宁朝阳人，硕士，主要从事io为最高档变速器传动比。汽车整车NVH设计及仿真研究工作

7、。另一种是根据最高车速：E-mail:wjhtjsx@163.com110噪声与振动控制第34卷Vmax×igR0=1.15×（2）2π×r式中VMAX为最高车速；r为轮胎滚动半径；ig为主减速器传动比。图3轴承及花键有限元模型图1传动轴布置形式已知发动机最高转速为4500r/min,最高车速为图4挠性连接盘有限元模型140km／h，最高档变速器传动比为0.794，主减速器为18.8kg。传动比为4.875，轮胎半径为336mm，计算得临界转挠性连接盘的为橡胶件，由于其刚度参数难以速分别为6518r/min和6196r/

8、min，因此，传动轴的获得，利用经验值代替，定义径向弯曲刚度为10000临界转速为6200r/min，对应1阶模态频率应该大于（N/mm），扭转刚度为60000(Nmm/rad)，118Hz。根据，传动轴在整车上的安装方式，约束传动轴2传动轴总成模态分析与车身、变速箱和后桥安装点的六向自由度，最终所建立的传动轴总成模