汽车动力总成悬置系统NVH性能分析及改进设计

论文摘要

动力总成悬置系统作为汽车的一个重要子系统,其振动传递特性对汽车舒适性有很大影响。适当选择动力总成悬置系统的参数可降低汽车整车的振动和噪声水平,改善其NVH(Noise,Vibration & Harshness,声振舒适性),同时还可以保证动力总成工作安全可靠,避免动力总成零部件及其附件的过早损坏。以改善整车NVH为出发点,本文以动力总成悬置系统为研究对象,结合具体车型对其进行声、振特性分析及优化改进设计。主要研究内容包括:(1)整车NVH性能摸底测试与诊断。以某国产乘用车为研究对象,通过对该车整车NVH性能摸底测试,得出了导致车内声振品质较差的主导因素在于动力总成悬置系统的诊断结论,同时还建立了整车NVH性能摸底测试与诊断的一般技术流程。(2)动力总成悬置系统振动分析及改进设计。以对某国产乘用车动力总成悬置系统的优化改进为背景,首先建立了相应的CAE分析模型,并通过能量解耦分析进行置信度检验;然后以四个悬置点处车架一侧支反力动态响应的幅度之和为最小作为实施优化的目标函数,通过灵敏度分析确定了以六个方向的刚度为设计变量,从而建立优化设计模型并得出优化结果。最后,对多个工况进行了改进分析并加以权衡,进而提出对动力总成悬置系统实施工程化改进的建议。(3)动力总成悬置系统声学分析及改进设计。将动力总成悬置系统看作是附加于车身上的一个子结构(子系统),根据车身乘坐室声振耦合的动态子结构修改方法,揭示出车内噪声与动力总成悬置特性参数的直接定量关系。为提高计算效率和降低对计算机软硬件环境的要求,引入响应面法得到定量关系的响应面近似,进而建立动力总成悬置系统声学优化设计模型,所得优化设计结果对于改善低转速下的车内声学品质,提高整车的NVH性能具有直接指导价值。同时也进一步验证了摸底测试与诊断的初步结论的正确性。在上述研究过程中,获得一定的理论与技术创新,主要如下:(1)建立了整车NVH性能摸底测试与诊断的一般技术流程,为解决实际工程问题提供有效的技术解决方案。(2)基于车身乘坐室声振耦合的动态子结构修改方法,将汽车动力总成悬置系统视为附加于车身的子结构(子系统),从而揭示出车内噪声与动力总成悬置系统的特性参数之间的直接定量关系,为实现动力总成悬置系统的声学优化设计奠定了基础。(3)为提高计算效率和降低对计算机软硬件环境的要求,引入响应面法得到车内噪声与动力总成悬置系统特性参数定量关系的响应面近似,进而建立动力总成悬置系统声学优化模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目标及实施步骤
• 1.4 研究内容及创新性
• 第2章 整车NVH性能摸底测试与诊断
• 2.1 引言
• 2.2 问题的提出
• 2.3 摸底测试
• 2.4 传递路径分析
• 2.4.1 传递路径分析基本原理
• 2.4.2 传递路径试验测试分析
• 2.5 整车NVH性能测试初步诊断结论
• 2.6 一般技术流程
• 2.7 本章小结
• 第3章 动力总成悬置系统振动分析及改进设计
• 3.1 引言
• 3.2 引起动力总成振动的振源
• 3.3 动力总成悬置系统的振动控制设计
• 3.3.1 动力总成悬置系统设计总体要求
• 3.3.2 动力总成悬置系统建模
• 3.3.3 动力总成悬置系统的解耦设计
• 3.3.4 动力总成运动位移控制
• 3.3.5 动力总成振动控制设计
• 3.4 悬置系统改进优化设计理论与方法
• 3.4.1 六自由度解耦或部分解耦
• 3.4.2 固有频率的合理匹配
• 3.4.3 振动力传递率或支承处的动反力最小
• 3.5 悬置系统改进设计的具体措施
• 3.6 振动分析及改进设计实例验证
• 3.6.1 动力总成悬置系统基础数据分析
• 3.6.2 CAE模型
• 3.6.3 仿真分析
• 3.6.4 系统模态能量解耦分析
• 3.6.5 系统减振性能评判
• 3.6.6 优化模型
• 3.6.6.1 目标函数的确定
• 3.6.6.2 设计变量
• 3.6.6.3 约束条件
• 3.6.7 灵敏度分析
• 3.6.8 优化结果
• 3.6.9 针对多种转速工况的分析及改进建议
• 3.7 本章小结
• 第4章 动力总成悬置系统声学分析及改进设计
• 4.1 引言
• 4.2 影响车内声学特性的主要因素
• 4.3 车内噪声与动力总成悬置特性参数定量关系研究
• 4.3.1 车身乘坐室声振祸合的动态子结构修改方法
• 4.3.2 定量关系的揭示
• 4.3.3 响应面法的基本原理
• 4.3.4 定量关系的响应面近似
• 4.4 悬置特性的声学优化设计
• 4.5 声学分析及改设计进实例验证
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 本文总结
• 5.2 发展方向
• 致谢
• 参考文献
• 读硕士学位期间发表的论文及科研成果