动力总成悬置系统动态特性分析与优化研究

摘要

汽车动力总成是引起整车振动的重要激励源之一，而悬置系统是隔离动力总成振动向车身传递的重要环节。合理的设计动力总成的悬置系统，可以有效隔离力和振动在动力总成和车身之间传递，优化动力总成悬置系统设计是提高汽车NVH性能的重要途径。
　　本文以某一国产汽车动力总成为研究对象，进行悬置系统的建模、评估及优化。首先，应用锤击法模态试验获得频响函数，并确定质量线所在的规定频段，应用所获数据计算得到动力总成的惯性参数，其结果与CATIA模型结果具有较好的一致性，之后，利用拉格朗日方程建立系统运动学模型。然后，从试验和计算机辅助计算两方面对悬置系统布置方案进行评估。进行隔振率试验，测试悬置系统在不同工况下的振动情况和隔振率，对悬置系统的隔振性能和特点进行评估。试验结果表明，在低速、空载及满载稳态工况下，前端悬置和变速箱悬置隔振性能不理想；应用MATLAB软件计算出系统扭矩轴与各悬置的位置关系和各阶模态解耦度，根据固有频率配置、扭矩轴原理和能量解耦法等评价动力总成悬置系统设计方案。计算结果表明，悬置系统固有频率分配符合要求，但模态解耦率不理想，其中主要振动方向解耦率为76.36％和50.68%。最后，应用ADAMS软件结合悬置参数对解耦率的灵敏度和扭矩轴原理，对悬置的位置及刚度进行多目标优化，得出了合理的悬置位置和刚度结果，使得主要振动方向解耦率提高为98.87%和92.37%，其他方向解耦率均超过90%，并模拟优化前后各悬置垂向受力，验证了优化效果。
　　本文的研究结果表明，模态试验法对动力总成惯性参数的测量较为准确；扭矩轴原理和能量解耦原理结合的方法能为悬置系统的评估及设计提供参考。

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字母注释表

第一章 绪论

1.1概论

1.2动力总成悬置的作用

1.3国内外研究现状

1.4本课题研究的主要内容

第二章 动力总成悬置系统设计基本原理

2.1动力总成悬置系统动力学模型

2.2动力总成悬置系统的解耦理论

2.3悬置系统模态规划

2.4其他设计原则

2.5本章小结

第三章 动力总成悬置系统惯性参数测量

3.1实验模态分析方法

3.2动力总成模态试验

3.3计算结果与试验误差分析

3.4本章小结

第四章 动力总成悬置系统隔振性能

4.1发动机悬置隔振特性

4.2悬置系统隔振性能试验

4.3本章小结

第五章 悬置系统设计方案评估分析

5.1试验样机基本数据

5.2悬置系统固有特性计算

5.3本章小结

第六章 动力总成悬置系统优化

6.1悬置系统六自由度ADAMS模型

6.2操作流程介绍

6.3悬置系统模态解耦率计算

6.4基于敏感度分析的悬置系统优化设计

6.5优化对悬置支反力影响

6.6本章小结

第七章 全文总结及研究展望

7.1主要工作

7.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢