电动汽车动力总成悬置系统优化设计

摘要

进入21世纪以来，由于环境问题及能源问题等多方面因素，国家大力扶持新能源汽车的发展，新能源汽车势必将在多年后取代传统汽车。同时，生活水平的提高使人们在购置汽车时对乘坐舒适性方面的考虑与日俱增。因此，研究人员在开发新能源汽车的过程中，不仅需要研究其动力性能及续航性能，而且要努力提升其NVH性能。悬置系统作为连接动力总成和车架的弹性元件，能够有效地降低汽车行驶过程中产生的振动，提升乘车感受。因此，对电动汽车悬置系统进行优化设计及研究具有重要意义。本文具体的研究内容包括以下几个方面:
　　(1)阅读国内外相关文献，了解国内外对动力总成悬置系统的研究情况，同时分析研究电动汽车动力总成悬置系统设计的相关理论方法，建立悬置元件和动力总成悬置系统的动力学模型。
　　(2)根据测量所得到的电动汽车动力总成的各项参数，利用CATIA和ADAMS建立该电动汽车动力总成悬置系统的六自由度虚拟样机模型，分析其固有特性及能量分布情况，并分析该动力总成悬置系统在起步工况、制动工况及过弯工况下的振动特性。
　　(3)将悬置各自由度能量解耦度作为目标函数，将悬置元件的刚度系数作为设计变量，将悬置系统的固有频率范围，悬置刚度上下限，动力总成质心最大位移等作为约束条件，利用ADAMS/Insight的试验设计功能对电动汽车动力总成悬置系统进行了优化。
　　(4)通过对优化后的刚度系数及原有悬置的参照，对悬置元件进行结构设计，然后利用有限元分析技术分析出所设计的悬置元件的刚度参数，与前文中优化后的刚度进行对比，验证悬置元件结构设计的合理性和准确性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景概述

1．2 悬置系统研究现状

1．2．1 动力总成悬置元件研究概况

1．2．2 动力总成悬置系统研究概况

1．3 本文主要研究内容及意义

1．3．1 本文研究内容

1．3．2 本文研究意义

第二章 动力总成悬置系统理论及布置方案

2．1 动力总成所受激励

2．2 动力总成隔振的基础理论

2．3 动力总成悬置系统布置方案

2．4 本章小结

第三章 动力总成悬置系统建模及特性分析

3．1 悬置元件的模型

3．2 动力总成悬置系统模型

3．2．1 系统坐标系定义

3．2．2 拉格朗日方程推导

3．3 动力总成悬置系统参数测量

3．3．1 动力总成惯性参数测量

3．3．2 悬置元件参数测量

3．4 动力总成悬置系统ADAMS模型的建立

3．5 系统固有特性分析及能量分布

3．5．1 固有频率及振型

3．5．2 各自由度能量分布

3．6 动力总成悬置系统动态响应分析

3．6．1 起步工况下动力总成悬置系统的动态响应

3．6．2 制动工况下动力总成悬置系统的的动态响应

3．6．3 动力总成悬置系统在过弯工况下的响应分析

3．7 本章小结

第四章 动力总成悬置系统优化设计

4．1 悬置系统隔振性能评判标准

4．1．1 悬置系统固有频率的分配

4．1．2 悬置系统动反力或传递率最小

4．1．3 悬置系统六自由度解耦

4．2 常用解耦方法

4．3 动力总成悬置系统刚度参数优化

4．3．1 目标函数

4．3．2 设计变量

4．3．3 约束条件

4．4 优化结果分析

4．5 优化后动力总成悬置系统各工况下响应分析

4．5．1 起步工况下响应优化情况

4．5．2 制动工况下响应优化情况

4．5．3 过弯工况下响应优化情况

4．6 本章小结

第五章 悬置元件结构设计及分析

5．1 橡胶材料特性理论

5．1．1 橡胶材料的特性

5．1．2 橡胶的弹性理论

5．1．3 橡胶的动态特性

5．1．4 橡胶材料本构关系

5．2 橡胶悬置结构设计

5．3 橡胶悬置元件性能分析

5．3．1 有限元模型的建立

5．3．2 橡胶悬置有限元计算结果分析对比

5．4 本章小结

第六章 全文总结及展望

6．1 论文工作总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况