燃料电池轿车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计

摘要

汽车动力总成是汽车振动的主要激励源之一，对汽车的乘坐舒适性有着重要的影响。因而动力总成悬置设计一直是改善整车NVH性能的重要手段之一。随着燃料电池汽车这一新能源汽车的应用和推广，人们对其舒适性的要求也日益提高。由于燃料电池汽车动力总成与传统发动机汽车有着较大差异，因此针对其动力总成悬置系统进行新的优化设计，从而降低汽车振动，提高舒适性，减小噪声成为了燃料电池汽车实用化进程中亟待解决的问题。 本文针对燃料电池轿车动力总成悬置系统进行参数优化设计。运用振动理论对燃料电池轿车动力总成-副车架双级减振悬置系统进行动力学建模，并对其进行数值求解及计算机仿真。在进行模型参数获取时运用试验测量与理论计算相结合的方法，应用等效估计等手段对在实际条件下难以测得的悬置阻尼进行了有效的估算，取得了良好的效果。应用正交试验法对悬置系统参数相对于优化目标进行影响分析，为优化设计提供理论依据。最后，以悬置系统解耦，悬置系统固有频率合理分配及悬置对车身激振力减小为优化目标，编写优化程序对悬置系统进行多目标优化设计。根据优化设计提出的改进措施进行了数值仿真验证，对设计前、后系统的隔振特性进行了比较。结果表明，优化设计后的悬置系统相对于原系统的隔振性能有了较大的改进。 本文的研究结论和方法对于燃料电池汽车动力总成悬置系统的隔振分析和设计具有参考指导意义；同时对于改善燃料电池轿车整车NVH性能也具有一定的参考价值。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2动力总成悬置概述

1.2.1动力总成悬置设计要求

1.2.2动力总成悬置研究现状与发展

1.3课题研究内容

1.4课题研究方法及技术路线

第2章悬置系统振动模型建模

2.1动力总成-副车架悬置系统建模

2.1.1基于平置式悬置的振动系统力学模型建立

2.1.2悬置系统受到的主要激励源

2.2基于拉格朗日能量法的力学模型推导

2.2.1拉格朗日法介绍

2.2.2力学模型推导

2.3本章小结

第3章悬置系统模型参数获取

3.1动力总成质量、质心位置的测量

3.2动力总成转动惯量的测量

3.2.1扭摆法测量原理

3.2.2实验步骤

3.2.3实验数据及处理

3.3悬置元件参数获取

3.3.1悬置元件刚度参数获取

3.3.2悬置元件阻尼系数的计算

3.4副车架的物理参数和悬置位置坐标

3.5本章小结

第4章悬置系统固有特性及隔振性能分析

4.1悬置系统的固有频率计算

4.1.1无阻尼悬置系统固有频率求解

4.1.2有阻尼悬置系统固有频率及主振型求解

4.2基于能量法的悬置系统振动耦合分析

4.2.1悬置系统振动耦合

4.2.2基于能量法的振动耦合分析

4.3悬置系统的传递特性分析

4.3.1悬置系统的频率响应函数及幅频特性

4.3.2悬置系统的稳态响应求解及仿真

4.3.3悬置系统的瞬态响应求解及仿真

4.4本章小结

第5章悬置系统的优化设计

5.1基于正交试验的悬置参数影响分析

5.1.1正交试验法简介

5.1.2悬置系统的参数影响分析

5.2动力总成悬置系统优化设计的一般方法

5.2.1优化设计目标函数

5.2.2多目标函数优化设计方法

5.2.3优化设计约束条件

5.2.4优化算法

5.3动力总成—副车架悬置系统参数优化设计

5.3.1优化前系统性能参数

5.3.2优化设计过程

5.3.3优化结果和性能分析

5.4本章小结

第6章总结与展望

6.1本文的主要工作与结论

6.2本文的主要贡献

6.3后续工作及展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果