基于有限元法的动力总成悬置系统解耦方法研究

传统的动力总成悬置系统解耦方法通常是基于6自由度刚体-悬置数学模型得到与6自由度相关的解耦率。这种方法忽略动力总成悬置系统与车身、轮胎等子系统的耦合作用,难以反映实车状态下的解耦情况。为此,采用一种基于有限元法对动力总成悬置系统进行解耦的新方法。算例一用此方法对动力总成悬置系统有限元模型进行解耦,并与传统6自由度刚体-悬置数学模型解耦得到的解耦率进行对比,结果表明两种方法输出的模态解耦率矩阵结果基本一致,证明新方法的正确性与可行性。算例二基于整车有限元模型,用有限元法进行解耦,得到与整车13自由度相关的真实解耦率,证明新方法的收益性。     

基于惯性参数的动力总成悬置系统解耦分析

基于传统的动力总成悬置系统6自由度模型,可得到与6自由度相关的解耦率。而通过商业软件Adams建立动力总成悬置系统模型并利用vibration插件进行计算时,平动方向上的解耦率与传统6自由度模型相同,而转动方向上的三个分量被分解为6个与惯性参数相关的分量。基于Adams模态能量表达,用Matlab软件编写动力总成悬置系统的解耦率计算程序,利用多目标优化方法对悬置系统进行优化设计。结果表明,对悬置刚度进行优化能有效提高解耦率。     

混沌免疫遗传算法在汽车悬置系统设计中的应用

传统的悬置系统参数优化方法容易使优化结果陷入局部最优,遗传算法因其易于早熟收敛而限制了实际优化效果,为此提出使用混沌免疫遗传算法对汽车动力总成悬置系统参数进行优化设计。优化设计中,以动力总成悬置系统六自由度能量解耦为目标函数,以悬置刚度和安装角度为优化变量,并考虑悬置系统的模态频率匹配、能量解耦率、悬置静态剪切和压缩变形等约束条件。优化结果表明,基于设计的寻优方法,改善动力总成悬置系统与整车匹配程度,提高动力总成悬置系统的隔振性能。     

汽车发动机悬置系统多目标设计优化研究

动力总成悬置系统对于汽车振动与噪声控制十分重要,通过考虑车身耦合因素,建立动力总成悬置系统十五自由度耦合模型,以扭矩轴解耦率和总传递振动力为综合优化目标进行优化,并将整车常用行驶工况考虑在内,以整车实测数据辨识出发动机激振力作为系统实际输入,应用粒子群算法对悬置系统刚度参数进行优化。计算表明选择合适的刚度参数可以有效降低汽车的传递振动力,并提高扭矩轴解耦率,从而改善汽车乘坐的舒适性。     

基于振动传递率和能量解耦的悬置系统优化

建立汽车动力总成悬置系统六自由度动力学模型,并以能量解耦率最大和各悬置点的振动传递率最小为目标对某轿车动力总成悬置的刚度参数进行优化设计．优化结果表明,总成各方向的振动解耦程度都得到了极大提高,固有频率分配更趋合理,共振频带宽度减小了15％,各悬置点的振动传递率平均减小了10％,改善了动力总成系统的NVH性能,取得了明显效果．     

基于整车模型的动力总成悬置振动仿真及优化

针对现有动力总成悬置系统6自由度的不足,建立了动力总成-整车悬置系统的13自由度数学模型.分析比较了6自由度模型与13自由度模型包括固有频率在内的振动特性的区别,并运用MATLAB/Simulink建立了仿真模型,在模型中对优化结果进行了虚拟仿真,结果表明所优化的参数可以有效地提高悬置的隔振效果,所建立的模型可用作优化设计的虚拟样机平台.     

基于遗传算法汽车动力总成悬置系统解耦优化

为避免传统优化算法在对汽车动力总成悬置系统优化中陷入局部最优解,采用遗传算法对其进行优化。在深入分析设计变量选取、约束函数的提取及目标函数的选取原则基础上,以悬置刚度为优化变量、固有频率的范围和固有频率之差为约束函数、六自由度方向的解耦率为目标函数,利用MATLAB平台的遗传算法进行优化。开发基于遗传算法汽车动力总成悬置系统解耦优化系统,并对某型号汽车动力总成系统优化。优化结果表明:系统的固有频率的分配和解耦率得到极大的改善,效率和精度都得到很大的提升。     

基于Matlab的动力总成悬置系统解耦优化

以某车型怠速运转时方向盘剧烈抖动为背景,测量动力总成和悬置参数,建立了动力总成悬置系统的6自由度数学模型,通过解耦计算,发现各个方向耦合比较严重,需要进行系统优化设计;应用撞击中心理论,对前后悬置位置进行调整,然后以悬置系统的刚度、悬置倾斜角度为约束变量,使用Matlab的多目标优化函数fgoalattain,以6个方向的耦合最小为目标函数进行优化设计,结果表明此方法能够在一定的约束范围内较好的实现各个方向的解耦,具有较高的实用价值。     

基于TPA和遗传算法的动力总成悬置系统优化设计

针对某前置前驱(FF)的乘用车的怠速抖动问题,提出了基于传递路径分析(TPA)和遗传算法的动力总成悬置系统优化设计方法.利用TPA技术,将悬置系统固有特性和车内目标点振动响应相联系,并综合利用悬置系统6自由度模型,考虑其解耦率和固有频率分布,建立了悬置系统优化数学模型,进而利用NSGA-II遗传算法对其进行多目标优化,...     

液压挖掘机动力总成悬置系统隔振性能分析与优化

以某型国产液压挖掘机为研究对象,建立动力总成悬置系统数学模型与Adams动力学模型,仿真分析结果表明系统存在严重的耦合现象,隔振性能不理想。利用Isight软件集成Matlab,以悬置刚度参数作为设计变量,悬置系统能量解耦率为目标函数,以固有频率合理分配为约束条件,建立优化模型并开展灵敏度分析与优化分析,优化后系统解耦程度得到明显改善,优化方案对液压挖掘机动力总成悬置系统实车优化具有一定参考价值。     

随机路面激励下车辆垂向振动微分几何解耦控制

分析车辆悬挂与非悬挂质量动力学耦合机理,建立装备被动悬架的整车7自由度非线性模型,利用微分几何方法对该非线性模型受到随机路面激励时的垂向振动进行解耦分析。经过解耦的非线性系统成为独立的互不干扰的线性子系统,悬架簧上质量的振动不受路面激励的影响。进行解耦前后仿真对比分析,结果表明:解耦后的车身垂向加速度、车身俯仰角和侧倾角的振动幅值和频率大幅衰减,验证了解耦算法的有效性。     

RxPzRy型2R1T部分解耦并联机构设计与分析

目的分析部分解耦的2R1T并联机构驱动副旋量特征,从而设计一类新型的部分解耦的RxPzRy型2R1T并联机构。方法基于完全解耦的并联机构的输入输出关系,将动平台角速度在定坐标系轴线方向的分量,变换为XYZ欧拉角角速度分量,得到角速度的完全解耦的分块雅可比矩阵,得到具有多个转动自由度机构的输出与输入部分解耦的关系。结果设计了一种新型部分解耦2R1T并联机构,分析表明该机构部分解耦。结论对于RxPzRy型2R1T并联机构在解耦设计时,使用旋量理论得到的关于角速度的雅克比矩阵不适用于具有多个转动自由度的并联机构完全解耦设计,使用文中提出的变换矩阵将其变换为关于欧拉角的角速度的雅克比矩阵,可以得到相应的对角矩阵,这种方法可以用来对具有多个转动自由度的并联机构完全解耦设计。     

重型汽车动力总成悬置NVH性能研究

以某重型汽车动力总成悬置系统为研究对象，从理论上分析动力总成悬置的隔振原理及设计的基本原则，通过仿真计算与实车试验相结合研究重型汽车常见的4点悬置与4+2点悬置布置型式对动力总成刚体模态频率分布、各阶模态解耦、悬置在各工况时的隔振效率及驾驶室内关键点振动的影响。结果表明：4点悬置布置型式在车辆行驶于良好路面时均表现出较好的性能，但当路面状况差时，为有效缓减路面冲击应该考虑采用4+2点悬置布置型式。     

客车动力总成悬置系统设计研究

针对某客车存在的振动偏大问题,对原悬置系统进行测试和隔振性能分析,并基于能量法解耦等解耦理论,以悬置的刚度和安装角度为变量进行改进设计,改善了悬置系统的隔振性能。通过整车振动试验,对原车悬置系统改进前后的数据进行比较,证明了改进设计的有效性和合理性。     

汽车悬架及司机座椅动态参数优化

汽车悬架及司机座椅动态参数对汽车行驶的平顺性有着重要影响。本文以八自由度三维空间质弹系统作为汽车振动系统的力学模型，用前后四轮路面随机激励作为系统输入，对车厢及司机座椅的输入功率谱进行分析，在此基础上对该模型的悬架及司机座椅动态参数进行优化，并给出悬架参数及司机座椅参数的优化结果。     

A hybrid finite element of stress analysis of fastener details

Conventional finite element analysis of plates with fastener holes requires many degrees of freedom in the assembled structure model. The assumed-stress hybrid method is proposed as an alternative. The formulation is presented for a new hybrid element which simulates elastic behavior near a fastener hole, permitting greater efficiency in concentration of mesh refinement in regions where stress gradients are high and resulting in a significant reduction of total degrees of freedom. Performance tests demonstrate that the new element is capable of simulating both open and loaded fastener holes. Some recent example applications are mentioned.     

Formulation of equations of motion of finite element form for vehicle–track–bridge interaction system with two types of vehicle model

Vehicle, track and bridge are considered as an entire system in this paper. Two types of vertical vehicle model are described. One is a one foot mass–spring–damper system having two‐degree‐of‐freedom, and the other is four‐wheelset mass–spring–damper system with two‐layer suspension systems possessing 10‐degree‐of‐freedom. For the latter vehicle model, the eccentric load of car body is taken into account. The rails and the bridge deck are modelled as an elastic Bernoulli–Euler upper beam with finite length and a simply supported Bernoulli–Euler lower beam, respectively, while the elasticity and damping properties of the rail bed are represented by continuous springs and dampers. The dynamic contact forces between the moving vehicle and rails are considered as internal forces, so it is not necessary to calculate the internal forces for setting up the equations of motion of the vehicle–track–bridge interaction system. The two types of equations of motion of finite element form for the entire system are derived by means of the principle of a stationary value of total potential energy of dynamic system. The proposed method can set up directly the equations of motion for sophisticated system, and these equations can be solved by step‐by‐step integration method, to obtain simultaneously the dynamic responses of vehicle, of track and of bridge. Illustration examples are given. Copyright 2004 © John Wiley & Sons, Ltd.