车辆动力总成悬置系统仿真分析与优化设计

摘要

随着科学技术的进步与发展，汽车行业在全世界范围内迅速的成长起来，各项技术和性能都在不断的完善，作为方便人们出行的交通工具，汽车在人们工作生活中扮演者不可或缺的角色，而汽车的乘坐舒适性作为衡量汽车品质的一个重要的综合性指标，受到了消费者的广泛关注。发动机动力总成悬置系统是汽车振动噪声的主要来源之一，对乘坐者的乘坐舒适性有着直接而重要的影响，合理的设计悬置系统不仅能有效的隔离动力总成的振动和路面不平度引起的冲击，还可以延长发动机及其零部件的使用寿命。本文以某款乘用车的发动机动力总成悬置系统为研究对象，通过实验测试，采集相关数据，利用 ADAMS软件进行仿真后，针对悬置系统的不足之处进行优化设计。主要工作内容如下：　　1、查阅大量的参考文献，并分析国内外动力总成悬置系统的发展现状，从单自由度系统的隔震原理出发对发动机的隔震问题进行探讨，分析了悬置的不同布置方式，通过实验对汽车悬置系统的质量、惯性积、悬置元件刚度等数据进行测量，收集基本的物理参数。　　2、在ADAMS软件中建立悬置系统六自由度动力学模型，利用Vibration模块对悬置系统进行仿真计算，得到系统六阶模态的固有频率和对应的能量解耦率，并与MATLAB软件中建立的数学模型计算结果进行对比，通过分析模态频率和能量解耦率，对现有悬置系统进行评估。　　3、在HyperMesh中建立悬置系统的有限元模型，利用ABAQUS软件对悬置系统进行仿真分析，基于北美通用公司的28工况加载条件，计算部分典型工况下的动力总成质心和悬置元件弹性中心的位移及悬置作用力，同时对悬置支架的强度进行校核，验证了悬置刚度和悬置支架的设计合理性。　　4、结合项目实际情况，以悬置元件的刚度参数为设计变量，以提高悬置系统的振动解耦率为优化目标，同时以动力总成悬置系统各阶固有频率的合理匹配和悬置元件的刚度范围为约束条件，运用 MATLAB中的非线性函数 fgoalattain对悬置系统进行参数优化，并把优化后的参数代入多体动力学软件中与优化前的仿真结果进行对比分析，解耦率得到明显改善，达到了预期目标。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作

2动力总成悬置系统基础理论

2.1动力总成振动来源

2.2发动机隔振原理分析

2.3悬置系统能量解耦方法

2.4本章小结

3动力总成悬置系统建模与仿真

3.1动力总成悬置布置

3.2动力学模型的建立

3.3动力总成悬置系统参数收集

3.4基于ADAMS动力总成悬置系统的仿真

3.5本章小结

4 动力总成悬置系统28工况分析及支架强度校核

4.1动力总成悬置系统有限元模型的建立

4.2悬置系统28工况分析

4.3悬置支架的强度分析

4.4本章小结

5动力总成悬置系统的优化设计

5.1动力总成悬置系统解耦优化理论

5.2动力总成悬置系统基本设计原则

5.3动力总成悬置系统解耦优化

5.4悬置系统解耦优化结果

5.5本章小结

6总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录