純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的振動(dòng)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：隨著傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)尾氣排放所造成的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重,更加清潔、環(huán)保的新能源汽車(chē)的發(fā)展已經(jīng)成為未來(lái)汽車(chē)工業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。新能源汽車(chē)中的純電動(dòng)汽車(chē)具有零排放、低噪聲和機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),其發(fā)展前景很廣闊。由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定速比減速器及差速器一體化設(shè)計(jì)組成的動(dòng)力總成振動(dòng)激勵(lì)和不平路面隨機(jī)激勵(lì)是純電動(dòng)汽車(chē)的兩個(gè)主要激振源,改善動(dòng)力總成的隔振特性作為整車(chē)NVH性能設(shè)計(jì)的重要一環(huán),對(duì)車(chē)輛的乘坐舒適性有著重要影響。設(shè)計(jì)良好的懸置系統(tǒng)能夠有效地降低動(dòng)力總成傳遞到車(chē)身、座椅上的振動(dòng),因此有必要對(duì)電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文利用某企業(yè)的一款純電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成作為研究對(duì)象,以機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)理論與隔振技術(shù)為理論基礎(chǔ),借鑒傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,結(jié)合純電動(dòng)車(chē)動(dòng)力總成的特點(diǎn),對(duì)其懸置系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得了更好的設(shè)計(jì)方案,具有一定的工程實(shí)際意義。本文的主要工作內(nèi)容有以下幾點(diǎn):①采用拉格朗日方程建立了純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,分別采用Adams/Vibration振動(dòng)分析模塊和MATLAB軟件對(duì)原始懸置系統(tǒng)方案進(jìn)行模態(tài)分析,獲取系統(tǒng)的固有頻率、模態(tài)振型和能量解耦率等主要模態(tài)信息。②運(yùn)用白噪聲頻譜分析法著重定性分析和研究系統(tǒng)在電機(jī)輸出簡(jiǎn)諧扭矩作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),獲取懸置系統(tǒng)在三個(gè)橡膠懸置點(diǎn)處的支承動(dòng)反力和動(dòng)力總成質(zhì)心加速度的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)頻譜圖。③以能量解耦率最大化為目標(biāo)、合理配置系統(tǒng)固有頻率為約束條件和懸置剛度參數(shù)、硬點(diǎn)坐標(biāo)等18個(gè)設(shè)計(jì)變量,分別建立懸置系統(tǒng)的確定性優(yōu)化模型和可靠性優(yōu)化模型,采用Isight與MATLAB聯(lián)合仿真分析的方法,對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行聯(lián)合求解,從而得到滿足工程3σ設(shè)計(jì)原則的更加穩(wěn)健、可靠的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。④根據(jù)制定的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成18工況載荷規(guī)范,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析,獲取各個(gè)懸置點(diǎn)的受力、變形數(shù)據(jù),利用位移控制法對(duì)橡膠懸置進(jìn)行非線性剛度設(shè)計(jì),并擬合出相應(yīng)的非線性剛度特性曲線。本文優(yōu)化后的懸置系統(tǒng)的固有頻率分配更合理、各振動(dòng)自由度的能量解耦率進(jìn)一步提高、橡膠懸置支承動(dòng)反力和質(zhì)心加速度的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)幅值進(jìn)一步降低,改善了懸置系統(tǒng)的隔振效果,提高了整車(chē)的NVH性能。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車(chē) 懸置系統(tǒng) 能量解耦 Isight優(yōu)化設(shè)計(jì) 非線性剛度設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-28
• 1.1 概述8-11
• 1.2 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的作用11-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外懸置元件技術(shù)的發(fā)展13-20
• 1.3.1 傳統(tǒng)橡膠懸置元件13-15
• 1.3.2 新型懸置元件15-19
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)懸置技術(shù)的研究19-20
• 1.4 懸置系統(tǒng)隔振分析與設(shè)計(jì)理論的發(fā)展20-24
• 1.5 研究的主要內(nèi)容和意義24-26
• 1.6 本章小結(jié)26-28
• 2 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立和布置方案28-42
• 2.1 引言28
• 2.2 橡膠懸置元件的動(dòng)力學(xué)模型28-30
• 2.3 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型30-38
• 2.3.1 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)坐標(biāo)系的定義30-32
• 2.3.2 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的拉格朗日方程32-36
• 2.3.3 電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的激振力分析36-38
• 2.4 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的布置形式38-41
• 2.4.1 懸置點(diǎn)的數(shù)量38-39
• 2.4.2 懸置的布置形式39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 3 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的振動(dòng)理論與隔振技術(shù)42-54
• 3.1 引言42
• 3.2 單自由度、單軸向隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性42-48
• 3.2.1 具有粘性阻尼隔振器的振動(dòng)系統(tǒng)隔振分析42-46
• 3.2.2 單自由度系統(tǒng)振動(dòng)特性的分析46-48
• 3.3 隔振系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合與解耦分析48-52
• 3.3.1 彈性中心法49-51
• 3.3.2 能量解耦法51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 4 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的模態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)性能分析的基本數(shù)據(jù)54-60
• 4.2.1 動(dòng)力總成慣性數(shù)據(jù)54-58
• 4.2.2 懸置元件特性參數(shù)58-59
• 4.2.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能參數(shù)59-60
• 4.3 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的模態(tài)分析60-65
• 4.4 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析65-68
• 4.5 本章小結(jié)68-70
• 5 動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的固有頻率配置和解耦優(yōu)化設(shè)計(jì)70-100
• 5.1 引言70
• 5.2 懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)70-86
• 5.2.1 多學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化軟件Isight簡(jiǎn)介70-72
• 5.2.2 懸置系統(tǒng)的確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)72-78
• 5.2.3 懸置系統(tǒng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)78-86
• 5.3 橡膠懸置的非線性剛度設(shè)計(jì)86-95
• 5.4 懸置系統(tǒng)優(yōu)化后的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析95-98
• 5.5 本章小結(jié)98-100
• 6 全文總結(jié)與研究展望100-102
• 6.1 全文總結(jié)100-101
• 6.2 研究展望101-102
• 致謝102-104
• 參考文獻(xiàn)104-106

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