整车振动环境下考虑橡胶减振支撑圈的传动轴振动分析

摘要

随着人们生活水平的提高,乘车舒适性也越来越得到大家的重视。传动轴作为汽车主要传动部件之一,作用是传递扭矩、运动,同时也是影响汽车舒适性的一个重要元器件。然而就国内对整车振动的研究还局限于刚体系统或者仅仅局限于研究传动系统的动力学特性,很少有考虑传动轴的转动以及橡胶支撑圈动刚度这些柔性体对整车振动的影响。因此本文着重研究传动轴和橡胶支撑圈对整车振动性能的影响。
　　首先本文确定了利用多体系统传递矩阵的方法求解,推导出一些典型元器件的传递矩阵的表达式,为后续工作打下基础。
　　其次,本文在欧拉梁的基础上,计入转动惯量、陀螺效应的影响分别推导了不考虑剪切变形的Rayleigh梁和考虑剪切变形的 Timoshenko梁动力学微分方程,并根据弯矩和剪力的相关公式推导了相应的传递矩阵,通过分析两种梁模型的动力学特性,表明对细长轴可以用Rayleigh梁-轴模型计算,满足精度要求的同时简化计算,探讨了弹簧刚度对传动轴临界转速的影响。
　　然后,根据橡胶支撑圈的结构,通过理论计算得到橡胶的静刚度,并和实验测出的静、动刚度对比,吻合的很好;利用曲线拟合,得到动刚度的表达式;分析影响橡胶阻尼特性的因素并查阅资料手册确定橡胶的阻尼比,通过比较两种橡胶模型确定所要采用的力学模型,根据力学模型推导出橡胶支撑圈的传递矩阵。
　　最后,利用多体系统传递矩阵求解出整车系统的动力学特性,并且分析了橡胶支撑圈刚度阻尼作为反馈对整个系统的影响,为后期对橡胶支撑圈参数优化使其达到降低整车振动的目的提供理论指导。

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图表清单

注释表

第一章绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2多体系统仿真模型

1.3传动轴振动分析

1.4多体系统传递矩阵：

1.5本文难点

1.6本课题研究的内容

第二章多体系统动力学

2.1引言

2.2振动问题的求解思路

2.3符号约定

2.4典型元件的传递矩阵

2.5边界条件

2.6本章主要内容

第三章传动系统模型的建立

3.1汽车传动轴结构特点

3.2梁-轴模型动力学微分方程的推导

3.4求解不同工况下的系统临界转速

3.5传动轴的振型分析

3.6本章小结

第四章橡胶减振支撑圈的刚度和阻尼特性分析

4.1橡胶减振支撑圈建模

4.2橡胶的刚度和阻尼分析

4.3橡胶阻尼特性

4.4橡胶的力学模型

4.5橡胶减振支撑圈的传递矩阵推导

4.6本章主要工作

第五章多体系统动力学模型

5.2IVECO动力学模型

5.3系统模态

5.4稳态响应

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2本文存在的问题及展望

参考文献

致谢

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