测试因素对汽车变速器箱体振动模态测试精度影响的研究

论文摘要

试验因素对于振动模态试验有着非常大的影响。任何一种测试方法所获得的测试数据,往往都是含有误差的,只不过是测量误差大小不同而已,误差是不可避免的。测试因素对于测试结果有很大的影响,通过对测试条件的改善,采取适当的测试方法,可以获得减小误差的效果。汽车变速器箱体的模态参数通过振动模态试验获得,因此振动模态试验的测试因素直接影响着模态参数识别的准确性,即不同的试验条件和试验环境可能会得出不同的试验结果。本文使用三维造型软件CATIA建立实体模型,使用有限元分析软件ANSYS进行分析计算。首先建立了精确的变速器箱体的实体模型和ANSYS的有限元计算模型,经过有限元分析获取了箱体的模态频率。通过试验模态分析的结果,验证了有限元分析结果的有效性,从而可以对照它研究试验结果中频率的偏移和漏频现象。本文简单介绍了试验模态分析理论和试验方法,并分析了影响振动模态试验结果的几个试验因素,并通过对铝板的模态试验简单分析了这几个因素对试验模态分析的影响。以汽车变速器箱体为试验载体,分别在不同的边界条件、传感器不同的位置和数量、不同的网格划分密度和不同的导线长度等因素下做振动模态试验,得到不同试验因素下的模态参数,然后深入分析了不同的试验因素对于试验结果的影响。通过对比,分析了这几个试验因素对于试验结果影响的原因,并对如何有效减少由于不用的试验因素引起的误差提出了不同的方法。本文采用了参数化设计的思想,应用Pascal语言编程,以Delphi 7为工具开发了不同试验因素下的变速器箱体振动模态分析结果显示平台。该平台软件为今后一系列振动模态参数识别分析提供了更为方便的途径。本文的最后针对自己所研究的内容给出了一些展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车构件的振动理论研究方法及发展史
• 1.2 影响变速器箱体振动模态试验结果的测试条件分析的必要性
• 1.3 振动模态试验的主要方法及研究现状
• 1.4 本文的研究目的和主要内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 变速器箱体的有限元分析
• 2.1 有限元平面问题的基础理论
• 2.1.1 基本未知量和基本方程的矩阵表示
• 2.1.2 单元分析
• 2.1.3 整体分析
• 2.2 有限元三维机械应力问题的基础理论
• 2.3 有限元分析的一般过程
• 2.4 变速器箱体的有限元模态分析
• 2.4.1 变速器有限元分析中计算精度的影响因素
• 2.4.2 变速器箱体实体模型的建立
• 2.4.3 变速器箱体有限元分析模型的建立
• 2.4.4 变速器箱体动态特性有限元分析结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 试验模态分析方法及其应用
• 3.1 试验模态分析简介
• 3.2 试验模态分析理论基础
• 3.3 模态测试系统与试验步骤
• 3.3.1 模态测试系统
• 3.3.2 试验参数设置
• 3.3.3 模态试验方法和步骤
• 3.4 测试因素对于铝板的振动模态试验分析结果的影响
• 3.4.1 不同边界条件下铝板的试验模态结果分析
• 3.4.2 不同传感器位置下的铝板的试验模态结果分析
• 3.4.3 不同网格划分疏密下的铝板的试验模态结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 变速器箱体模态试验及其结果分析
• 4.1 不同边界条件下变速器箱体的试验模态结果分析
• 4.2 不同传感器位置及数量下的变速器箱体的试验模态结果分析
• 4.3 不同网格划分疏密下的变速器箱体的试验模态结果分析
• 4.4 不同导线长度下变速器箱体的试验模态结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 变速器箱体振动模态试验结果显示平台
• 5.1 PASCAL 语言介绍
• 5.2 borland delphi 介绍
• 5.3 基于 Delphi 振动模态试验结果显示平台的开发
• 5.4 平台软件的应用实例
• 5.5 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间参与的科研工作及研究成果
• 附录 Pascal 语言过程文件