跨界车传动轴中间支撑轻量化及减振降噪研究

摘要

传动轴在传递动力过程中由于本身结构因素必然会产生振动和噪声，对行驶平顺性以及乘坐舒适性造成影响。中间支撑作为传动轴总成的关键部件之一，具有减振降噪作用，其振动性能直接影响整车性能，中间支撑质量的改变定然会对传动轴、后桥造成不同程度的影响。目前，汽车朝着轻量化、节能环保方向发展，而中间支撑轻量化也是汽车轻量化的一部分，其质量的减轻可以降低整车油耗和提高整车舒适性。故此，以某汽车公司某跨界车传动轴中间支撑为研究对象，研究其轻量化符合国家政策的需求，同时也是公司竞争力提高的要求。于是对中间支撑的轻量化研究具有工程实用价值和现实意义。
　　首先对万向节的运动学及动力学、传动轴的扭矩进行研究分析，阐述其结构特点引起的振动，同时对中间支撑的受力进行研究，为后续仿真研究打下基础。然后建立中间支撑隔振理论模型，并对其隔振能力进行评估以及分析了各因素对隔振的影响。根据公司提供图纸建立传动轴中间支撑总成有限元模型，选择铝合金作为轻量化材料，并对轻量化前后的传动轴中间支撑总成进行模态分析，研究其模态参数以及模态振型的变化情况，得出轻量化后的中间支撑对传动轴总成的模态性能影响较小，轻量化研究具有可行性。接着建立动力学模型进行动力学仿真，研究中间支撑轻量化前后在不同转速、减速工况以及不同刚度阻尼下对传动轴总成振动性能的影响，得出各因素对整车性能的影响变化规律，以及轻量化后改善了整车的振动性能，提高了汽车的NVH性能。最后通过动力学仿真得出所研究跨界车中间支撑在正常行驶过程中受到的激励力，并利用有限元软件Workbench进行强度性能校核，得出轻量化后结构可以满足使用要求，验证了轻量化方案的可行性。
　　本文采用理论与仿真相结合的方法对中间支撑进行轻量化研究，有效的减轻了其质量，同时降低了传动轴的振动和噪声，改善了整车的舒适性，可为汽车轻量化和减振降噪提供一定的参考指导。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 汽车轻量化的实施途径

1.3 汽车材料轻量化的国内外研究及应用现状

1.4 本课题来源与研究的意义

1.5 本课题研究的内容、拟解决的关键问题、技术路线

1.6 本章小结

第2章 传动轴和中间支撑的基本组成与振动特性

2.1 传动轴的基本结构与运动学研究

2.2 传动轴扭矩分析

2.3 传动轴中间支撑基本结构及受力分析

2.4 本章小结

第3章 中间支撑的隔振理论和模态分析

3.1 中间支撑的隔振理论

3.2 传动轴中间支撑总成的模态分析

3.3 Workbench模态分析建模与前处理

3.4 模态分析计算与结果分析

3.5 本章小结

第4章 中间支撑轻量化动力学仿真模型建立

4.1 ADAMS的运动学、动力学理论

4.2 传动轴中间支撑总成的虚拟样机模型的建立

4.3 动力学仿真前处理设置

4.4 虚拟样机仿真模型的生成和初步验证

4.5 动力学仿真验证

4.6 本章小结

第5章 传动轴中间支撑的轻量化分析

5.1 不同转速下的传动轴中间支撑的振动性能分析

5.2 基于隔振理论的位移响应与仿真结果对比

5.3 轻量化前后在减速工况的振动性能分析

5.4 不同刚度、阻尼下的中间支撑振动性能分析

5.5 中间支撑轻量化后的强度校核

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究中的不足与展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文