基于多体动力学的电动客车变速器噪声预测研究

以国内某品牌纯电动客车变速器为研究对象,运用多体动力学方法对变速器进行动力学分析和辐射噪声数值仿真。首先,综合考虑齿轮传递误差、时变啮合刚度、壳体柔性等因素,建立了变速器多体动力学模型,对变速器进行动力学分析,并提取变速器壳体轴承位置激励载荷,之后采用声学有限元法对变速器进行辐射噪声数值仿真。最后,进行了变速器振动噪声台架试验,试验结果和仿真较为吻合,研究表明,基于多体动力学的变速器噪声预测方法可以准确地预测变速器辐射噪声,为进一步研究变速器噪声优化设计提供参考。     

轿车变速器系统总成模态特性及动态啮合响应仿真

以某型国产轿车变速器传动系统为研究对象,建立了完整的变速器齿轮轴系和箱体有限元模型,考虑部件之间的耦合关系得到了变速器总成固有特性。采用显式动态有限元法对变速器一挡工况进行仿真,深入分析了变速器工况参数对输入、输出齿轮最大啮合应力的影响。该研究可为寻找变速器总成产生振动的敏感部位和动力学优化设计提供依据。     

汽车变速器壳体声学贡献量分析方法研究

针对汽车变速器壳体辐射噪声问题,提出一种利用模态声学贡献量分析协同板块声学贡献量分析的方法准确找到有效加筋的具体部位。以一种前橫置变速器壳体为研究对象,首先利用声学边界元的分析方法得到变速器壳体的峰值声压曲线及其峰值频率;然后通过对峰值频率下的模态声学贡献量分析,得到对声压峰值贡献较大的模态阶数,并从模态云图上找到声学贡献较大的局部区域;最后通过对声学贡献较大的局部区域进行声学板块贡献量分析,从而准确找到由于声学贡献量较大而需要降噪改进的具体部位。进而对变速器壳体结构进行改进,并对改进后结构进行验证分析。研究表明,利用模态声学贡分析献量协同板块声学贡献量分析的方法能够准确有效找到壳体需要降噪加筋的具体部位,并且改进的壳体结构可以有效改善壳体的噪声特性。     

变速工况下汽车变速器壳体的动态响应分析

为准确得到汽车变速器壳体的振动响应,提出一种在变速工况下获取变速器壳体动态响应的方法。以某前横置变速器为研究对象,建立变速器齿轮传动系统动力学模型,通过多体动力学仿真分析,得到变速工况下壳体各轴承孔处的动载荷;在此基础上,利用模态叠加法对变速器壳体结构进行动态响应求解,得到变速器壳体的振动位移、速度和加速度响应。试验结果表明,仿真值与试验值十分接近,最大误差在10%以内。     

轴向柱塞泵壳体降噪区域识别

为了精确识别轴向柱塞泵壳体降噪区域,首先,搭建液压-多体动力学耦合模型,求解结构噪声激振力;然后,分析零部件模态并试验验证,建立装配体有限元模型,开展基于模态的振动响应分析,通过振动实验验证模型准确性,搭建轴向柱塞泵声学边界元模型,分析其辐射噪声特性;最后,基于声学传递向量原理,开展模态及板面声学贡献量分析,对壳体噪声辐射板面进行合理划分,分析其对关键频率下辐射噪声的贡献量。研究表明:轴向柱塞泵振声模型具有良好的准确性;某板面在辐射噪声突出的1350 Hz频率下,其声学贡献量达到46.1%。精确识别了轴向柱塞泵壳体降噪区域,为其降噪优化设计提供有效指导。     

功率分流式混合动力变速器箱体动态特性分析

功率分流式混合动力变速箱内的各齿轮啮合和电机产生的振动噪声是影响整车性能的重要指标,而箱体是变速器的主要噪声辐射件,对箱体进行模态分析有利于对箱体的进一步优化。运用Ansys对某混合动力变速器箱体进行模态分析,得到箱体的固有频率。通过模态试验验证有限元模型的正确性和可靠性。同时给出了理论计算出的前轮固定转速对应的各啮合齿轮的啮合频率,并对箱体在某些恒定车速下的振动情况进行试验,试验表明在一些常用的纯电动工况下,齿轮的啮合频率确实与箱体的固有频率避开,为箱体的前期开发和后期优化提供了依据。     

变速器振动对纯电动汽车车内噪声的影响

针对目前某款纯电动汽车驾驶室内噪声较大的问题,研究动力总成中变速器的振动对驾驶室内噪声的影响。运用阶次跟踪的方法分析出变速器的主要振动源为齿轮传动系统中的高速级与低速级齿轮啮合,通过对3种变速器进行理论与试验分析,得到变速器振动产生的噪声通过空气传播对驾驶员耳旁声压产生主要影响,影响的频率段为1000Hz以上的中高频段。另外3种变速器由于重合度的提高,减小了齿轮啮合振动,对降低驾驶室内的噪声起到了一定的作用。     

基于刚柔耦合模型的变速器敲击特性

为研究变速器齿轮传动系统的敲击振动特性,专门设计了一台只包含两个档位的试验变速器。以该试验变速器为研究对象,综合考虑各零部件连接关系、齿轮内部动态激励、发动机转速波动和负载激励、轴承刚度阻尼特性以及箱体的柔性化特性,运用LMS virtual lab软件建立变速器的刚柔耦合多体动力学模型,分析了变速器齿轮系统敲击的产生条件并给出敲击时间历程与各影响因素的理论表达式,最后基于刚柔耦合模型对敲击各影响因素进行系统的分析研究。研究结果表明,通过合理地设计齿轮系统参数可以把敲击控制在理想范围内。     

车辆怠速噪声分析验证与优化

以某车型车身与车架系统为研究对象,应用声学有限元方法与有限元仿真分析软件建立了车辆车身与车架的声学有限元计算模型,对车辆驾驶员右耳怠速振动噪声进行了分析与计算,并与试验测试数据进行了对比,仿真计算与试验结果的吻合度较好,证明了分析模型的有效性和数值仿真方法的可行性。在此基础上,进行了模态贡献量分析,指出了特定频率贡献较大的模态阶次,提出降低噪声的措施。通过这些降噪措施,有效地降低了驾驶员耳旁噪声。     

基于ITI SimulationX的变速器齿轮振动噪声仿真研究

在ITI SimulationX中构建整车动力传动系统模型,并通过仿真计算,得出变速器齿轮在传动过程中驱动齿轮轮齿左右两侧界面所受法向力的变化,得出齿轮的啮合振动频率和异响噪声规律,可为研究变速器齿轮非线性振动噪声提供一定参考.     

前置后驱传动系统与驱动桥的耦合振动研究

某前置后驱车型在急加速工况下出现后桥振动剧烈和车内噪声强烈的现象,振动和噪声的频谱分析中对应发动机转速的二阶及四阶量为主要量。为研究该型振动的激励及产生机理,探究改善该车型急加速下的振动噪声性能的方法,建立了包括传动系统、后悬架、整体式后桥等在内的车辆多体动力学模型,分析了传动系统振动和后桥振动的耦合机制,发现该车型传动系统的扭转振动会激发整体式后桥的俯仰振动,并对两种改良方案进行了仿真验证。     

自动变速器油泵流场与噪声分析

汽车自动变速器油泵内部流场十分复杂，而复杂的流体流动直接影响其振动噪声问题。通过建立自动变速器油泵流场仿真模型模拟其内部流场流动，重点分析了油泵的压力脉动情况与空化特性，并结合仿真流量值与实验值及理论值对比，验证了模型的有效性。对油泵流动噪声进行声学模拟，结合声场仿真分析与流场仿真结果研究了压力脉动与流动噪声的关系。结果表明自动变速器油泵的噪声频率成分以离散噪声为主，压力脉动是油泵噪声的主要激励源。     

某火箭炮高低行星减速器振动噪声特性仿真分析

针对某火箭炮高低行星减速器,首先应用ADMAS软件建立其刚性动力学模型并通过动力学仿真验证了模型的正确性,又进一步得出了关键部位动载荷的时域与频域曲线;其次建立了减速器箱体的有限元模型,应用LMS Virtual.Lab软件求解出了箱体的强迫振动响应特性,并利用声学边界元方法仿真分析了减速器的噪声特性。为进一步了解该高低减速器的动态特性奠定了基础,也为该减速器开展减振降噪优化设计提供技术支撑。     

水旱两用拖拉机液压机械无级变速器的研究

在分析国内大功率拖拉机发展现状的基础上,对国内某一品牌的大功率轮式拖拉机进行实际的田间作业试验,试验表明国内大功率轮式拖拉机变速器实际操作复杂易出错,且其燃油经济性差。基于欧美等发达国家拖拉机传动系统先进的液压机械无级传动技术,提出一种适合我国现阶段农业生产要求的水旱两用液压机械无级变速传动方案—液压机械无级变速器方案,并在AMESim环境下建立液压机械无级变速器模型,进行仿真研究。仿真结果表明,配备该液压机械无级变速器的大功率智能拖拉机能够满足现代农业生产要求。     

风电齿轮箱动态响应分析及实验测量

运用达朗伯原理建立了风电齿轮箱传动系统的纯扭转集中参数动力学模型,箱体模型采用有限元法建立,通过作用在箱体支撑孔上的轴承力建立了齿轮箱动力学模型.采用龙格-库塔法求解了传动系统的轮齿动态啮合力,计算了箱体在动态啮合力作用下的振动响应.同时对齿轮箱进行了实验测量,并把测量得到的齿轮箱振动响应数据和模型计算的结果进行了对比,验证了模型的正确性.通过这些分析,为风电齿轮箱动态设计中减少振动噪声、提高承载能力与可靠性奠定了基础.     

电动车两挡自动变速器敲击噪声的仿真分析

敲击噪声是变速器噪声的一种类型,由于变速器敲击噪声具有噪声级跳跃和明显的宽频带特征,与其他噪声有明显区别,故对变速器敲击噪声的研究尤为重要.以某款纯电动车两挡机械式自动变速器为研究对象,搭建变速器齿轮传动系统多体动力学模型,分析变速器挂挡齿轮和空套齿轮在运转过程中的角加速度、啮合力,理论计算分析得出产生敲击噪声最大的空套齿轮;并以此为例,结合轴承动态载荷的仿真结果,对变速器结构的振动响应进行理论计算,间接验证齿轮动力学模型的准确性,并研究阻滞力矩对敲击噪声的影响.     

汽车多楔带传动噪声仿真分析与试验验证

以6PK型汽车多楔带为研究对象,首先,分析了多楔带传动噪声产生机理,基于振动特性分析与声学边界元分析相结合的方法,建立两轮多楔带传动噪声仿真预测模型,得到多楔带传动系统的噪声分布云图和幅频特性曲线。然后,基于声阵列测量原理搭建了多楔带传动噪声源识别装置,并进行转速对多楔带传动噪声影响规律的试验研究,得到不同转速下多楔带传动噪声的频域曲线和噪声分布云图。最后,通过仿真结果与试验结果的对比得知,在非共振区,噪声幅值随转速的增加而增大;在共振区,噪声幅值会发生明显增大,且高阶共振时的共振噪声幅值更大。试验结果比仿真分析结果高约4%。验证了理论分析和仿真方法的正确性,为汽车多楔带传动噪声预测提供了依据。     

滚轮传动系统噪声预测研究

为研究滚轮传动系统的噪声辐射问题,建立了滚轮传动系统的力学模型、有限元模型以及噪声辐射的预测模型。首先,通过试验测得滚轮传动系统工作时的振动与噪声数据;然后,利用载荷识别逆运算技术处理所测得的振动数据,得到系统各滚轮接触点处的等效激励载荷谱;最后,通过Matlab编程,计算各测点处的振动速度响应,再将其作为噪声预测模型的输入,计算滚轮传动系统的辐射噪声。通过与试验结果对比,对噪声预测模型进行修正。经检验,修正后的噪声预测模型可以比较准确地计算滚轮传动系统的辐射噪声。     

纯电动汽车传动系统扭转振动特性分析

重点研究某匹配两挡机械自动变速器(2AMT)的小型纯电动车电驱动传动系存在的扭转振动问题。传动系统包括驱动电机、双速变速器总成、主减速器差速器总成、半轴和车轮,根据其传动链建立了完整的扭转振动力学模型。为了详细讨论驱动电机的电磁转矩激励对整个传动系的影响,驱动电机采用空间矢量模型。在MATLAB/Simulink中,将传动系统振动模型转换成系统仿真模型,并分别研究了驱动电机的电磁转矩控制参数和轮胎刚度对整个传动系统振动的影响。通过匹配分析,该小型纯电动汽车传动系的扭转振动得到了优化。     

动车组牵引变压器冷却风机气动噪声特性的试验和仿真分析

为研究动车组牵引变压器冷却风机的气动噪声特性,针对某型冷却风机进行气动噪声试验,得到在不同测点处的声压级和频谱特性。同时,针对该型风机建立仿真模型,模型中考虑电动机、支架等实际结构,结合计算流体力学方法和Lighthill声学比拟理论,对冷却风机的非定常流动特性和远场声场进行数值仿真,与试验数据进行对比。结果表明,通过大涡模拟得到的冷却风机噪声主要阶次与试验具有较好的一致性;在基于风机侧面评价点声压功率谱密度所估算声功率贡献量中,宽频带噪声占比为74.76%,是后续减振降噪的重点;阶次噪声占比为25.24%,结合仿真分析发现,阶次的主要来源为进风口动叶轮和出风口动叶轮处气流脉动压力所形成的偶极子声源,其中进风口第33阶次和出风口第10阶次最为重要。所得分析结果可为该型风机的气动性能和气动噪声的改进提供切实可行的参考依据。