基于ADAMS软件的发动机悬置系统仿真分析

设计合理的发动机动力总成悬置系统,对改善乘员乘坐的舒适性以及延长发动机及其它部件的使用寿命都起着非常重要的作用.以桑塔纳汽车发动机悬置系统的测最数据为依据,在ADAMS软件中建立了其六自由度的动力学仿真模型,应用ADAMS/Vibration模块对悬置系统进行了动力学仿真分析,发现该系统竖直方向隔振效果差,并对此进行了优化.再对优化后的结果进行试验,证明经优化后动力总成悬置系统的隔振性能有了明显改善.此方法可应用于发动机总成设计初期,通过仿真的方法,实现参数的优化.     

某叉车动力总成悬置系统优化设计

国内自主品牌小吨位叉车动力总成采用软连接设计方案的不多,通常采用的是动力总成与前桥刚性连接,这样会导致发动机振动直接由前桥传递到车身,使得整车振动较大,在怠速工况附近尤其剧烈.安徽合力股份有限公司推出的G2系列软连接叉车,采用全悬浮的动力总成悬置系统,使得整车振动得到根本性改善,减振效果不逊色于国外进口品牌叉车.随着发动机排放标准升级,动力总成选配三缸发动机成为热门课题,然而通常情况下三缸发动机振动比较剧烈,若仅将原先动力总成悬置系统的四缸发动机切换成三缸发动机,而悬置系统参数(悬置位置、角度和刚度)没有变化,可能会导致整车振动变大,因此优化设计三缸发动机的动力总成悬置系统成为设计难点.文中设计的某叉车动力总成悬置系统为三缸发动机匹配液力软连接变速箱的四点悬置,悬置包括发动机左右减振垫、变速箱左右减振垫,因减振垫是借用先前设计,其刚度不能作为优化设计变量,优化变量只能是悬置安装位置和角度,针对三缸发动机振动特点,优化目标选为绕发动机曲轴方向的模态能量解耦率,同时选取六个方向刚体模态频率合理分布区间为约束条件.     

基于多目标梯度优化算法PE HMGE的动力总成悬置解耦优化

针对现有车型的动力总成悬置系统解耦率不能满足设计要求的问题,在Adams/View中建立悬置系统的多体动力学模型,通过Isight与Adams的集成,采用树优公司和eArtius公司联合开发的新一代多目标优化算法库PE(ParetoExplorer)中的HMGE(Hybrid Multi-gradient Exploration)算法,解决悬置系统的多目标优化问题.以汽车动力总成悬置系统六自由度解耦率最高作为设计目标,以悬置的各向刚度作为设计变量,同时考虑到各阶模态频率的合理配置分布,兼顾得到理想的频率间隔,成功解决悬置系统的多目标优化问题,并得到更高的优化效率.     

动力总成橡胶悬置系统的动力学仿真研究

动力总成悬置系统是汽车振动系统的一个重要子系统,对改善汽车平顺性和舒适性有很大的影响。为了能够提高动力总成橡胶悬置系统的性能,该文针对某国产轿车的橡胶悬置系统,应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了动力总成橡胶悬置系统六自由度的动力学模型。通过对动力总成橡胶悬置系统在不同工况下的自振频率、振型、系统的能量分布、各悬置元件的平动位移和角位移的计算及分析比较,尤其将悬置元件的平动位移和角位移作为重点比较对象,讨论了悬置元件的安装角度和刚度系数对上述性能参数的影响,并得出了动力总成悬置系统的最佳方案。     

紧固件稳健性设计对动力总成悬置强度影响

在动力总成悬置的开发过程中,悬置支架分析计算满足设计要求,但台架和路试中却出现断裂的情况时有发生,紧固件是影响其计算精度的重要因素之一.通过有限元法研究紧固件安装顺序对发动机悬置仿真精度的影响;通过六西格玛方法研究紧固件的稳健性设计对发动机悬置仿真精度的影响;基于所得出的结论对悬置支架进行方案优化,并对优化后的结果进行仿真和试验验证,结果表明在发动机悬置的设计中夹紧力对仿真精度有重要影响.对采用六西格玛设计的最小紧固件加紧力进行仿真计算是一种最稳健的设计.     

发动机总成悬置系统解耦方法研究

目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.     

动力总成悬置系统设计与分析软件的开发

应用多体动力学理论,建立了动力总成悬置系统的力学模型。以动力总成悬置系统六自由度能量解耦为优化目标,以刚度比和固有频率合理配置为约束条件,以悬置刚度、位置和角度为设计变量,构造了动力总成悬置系统的优化模型。在Windows平台上利用Matlab开发了动力总成悬置系统设计软件。该软件主要实现了汽车动力总成悬置系统的性能分析、力学分析、优化设计和生成设计分析报告。采用该软件对某载重汽车的动力总成悬置系统进行优化设计及性能分析。优化结果表明,解耦率明显提高,固有频率分布更合理。     

田口鲁棒设计用于汽车动力总成悬置系统

研究汽车动力系统稳定性控制问题,由于汽车动力总成悬置系统隔振不足及性能不稳定,造成汽车运行不安全.以提升系统隔振性能为设计目标,运用田口鲁棒设计方法,以各个悬置的刚度值为因素变量,建立了振动仿真分析模型.利用ADAMS工程软件,通过鲁棒性优化方法进行仿真,结果表明,在保证优化方案先进性的同时提升了目标函数的稳健性.田口鲁棒设计方法从众多的试验项目中选择最为合适的可靠性优化方案,适用于汽车工程优化参考.     

某载货车动力总成后悬置托架疲劳强度分析

针对新设计的某载货车动力总成后悬置托架,在Abaqus中建立其所用材料的线性强化弹塑性模型,计算垂直冲击工况下的强度,结果表明危险位置的von Mises应力未达到材料屈服强度,满足垂直工况下的强度要求.同时计算动力总成后悬置托架在垂直加速度分别为-2g和4g工况时的von Mises应力,并用FEMFAT对动力总成后悬置托架计算疲劳安全因数,验证托架满足疲劳强度要求.该动力总成后悬置托架样件装配在某载货车上进行2×107m整车强化道路试验后无损坏,证明该计算可靠.     

动力总成振动对车内噪声的传递路径影响

为了研究动力总成振动对车内噪声的影响,在介绍传递路径分析基本原理的基础上,利用LMS/TPA软件,针对某轿车车内噪声存在问题的工况,以动力总成振动激励对车内噪声的传递路径分析为例,详述了传递路径分析的方法和步骤,并对影响车内噪声的动力总成悬置振动的主要传递路径进行了分析识别.结果表明,车内噪声主要是由动力总成振动激励引起,且动力总成右悬置Z向振动激励对车内噪声的贡献量较大.要降低该车型在上述工况下的车内噪声,应重点对动力总成右悬置Z向的隔振性能进行改进;运用传递路径分析方法不仅可以识别出各传递路径贡献量的幅值大小,还可以得到各贡献量幅值之间的相位关系,从而为动力总成各悬置设计提供依据.     

Feedback linearizing control of vehicle longitudinal acceleration

The application of recently developed feedback linearization techniques to controlling the powertrain of an automobile is discussed. The objective of powertrain control is to regulate the output torque of the engine and transmission system to achieve a desired longitudinal acceleration of the vehicle. With higher model order and increasing system complexity, the design process for feedback linearization becomes harder and more tedious. However, the design process can be simplified for a class of nonlinear systems including the automobile powertrain. Simplification of the design process is accomplished by incorporating the single perturbation technique into the input-output linearization technique. Furthermore, the controller obtained by the simplified linearization technique is computationally simpler than the one obtained by the conventional linearization technique. Nonetheless, it provides good dynamic performance for the powertrain system     

复杂机械产品多Agent协同仿真研究

协同仿真是协同设计过程中的重要组成部分,成为检验、指导和优化设计的重要手段。车辆动力系统是一种典型的复杂机械产品。文章为解决协同仿真中复杂的交互通信问题,以动力系统为例,应用多Agent技术,研究复杂机械产品多Agent协同仿真的模型和方法。在分析了动力系统协同仿真的业务需求的基础上,提出了一种适合动力系统协同仿真的多Agent结构模型,Agent之间的通信方式采用KQML/XML,并以曲轴的静力学分析为例说明实现方法。     

The role of actual modal-contributions versus frequency to optimize the structure

In modal frequency response analysis, the dynamic analyst is often faced with the structure’s dynamic behavior, the modal contributions included, over a frequency window rather than at a single frequency. Therefore a new method in modal frequency response analysis has been developed for computing both complex modal-contributions and real, actual modal-contributions over a frequency range. Contributions from normal modes to displacement, velocity, or acceleration of a set of selected evaluation points (grid-component combinations) are considered. The focus lies on identifying the major actual-contributions from normal modes and the frequency range they are active in. The method is valid for all branches of mechanical engineering. With the thorough knowledge of the dominant modal-contributions to the physical motion response of relevant structure locations and the modal contributions’ frequency history, the traditional design process can substantially be enhanced. It is worthwhile to notice that by the use of the presented procedure the dynamic analyst may find innovative redesigns which the automatic structural optimizers are not able to find. Examples are given to demonstrate the application, the strength of the coupling between modes, the influence of base and force excitation on the modal contributions and, finally, some recommendations on how to reduce undesired structural responses.     

柴油机曲轴的多柔体动力学仿真与疲劳分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元法和模态叠加法建立柴油机曲轴动力学仿真模型.通过动力学仿真分析曲轴的应力和位移等动力响应,为曲轴的动态疲劳分析提供依据,为曲轴设计提供参考.     

航天器帆板展开过程动力学建模与仿真

阐述了应用柔性多体动力学和Kane方程进行航天器帆板展开过程建模的方法，将帆板视为柔性体并进行模态分析，采用有限元法与模态缩聚技术建立了帆板的离散化模型．以国产某型号航天器为例，同时考虑4块帆板的柔性，应用ADAMS软件对帆板的展开过程进行了建模与仿真，得到了帆板的变形、大范围运动等动力学参量，为航天器帆板的设计提供了一定的依据．     

一种快速构建Web动态查询系统新型平台的设计与实现

研究了查询构建平台的当今发展现状,设计和实现了一个新型的平台,该平台可以快速构建Web动态查询系统.在设计过程中,组合运用了多种设计方法,其中又以面向对象为主;充分利用流行架构支持不同功能层次,实现在系统的分层实现;系统的实现采用了面向对象的编程方法.该平台可以灵活快速地构建可移植、可定制、高可用性的Web动态查询系统,极大地减少了Web查询系统的开发与维护工作.