某多用途货车传动系扭振试验分析与优化

某多用途货车加速行驶时,在发动机转速1200 r/min～1500 r/min范围内,传动系出现明显振动,影响整车NVH品质.针对此问题在传动系关键节点处加装传感器,对车辆6个前进挡在加速工况下进行扭振测试,由数据处理获得传动系各部位的角加速度振幅随发动机转速变化的关系.分析获得各部位振动的主要阶次,确定发动机2阶激励...     

传动轴2阶激励下的车体低频抖动分析与控制

传动系采用普通十字轴万向节连接的双段式传动轴时,车体在低档位急加速过程出现传动轴2阶激励下的低频抖动。根据普通十字轴万向节附加弯矩理论,推导双段式传动轴附加弯矩计算公式。通过分析抖动阶次特征、传动系与车体振动频率对应关系、传动系模态,揭示急加速整车低频抖动的产生机理,表明万向节产生的附加弯矩为该抖动的激励源。通过理论分析和实车调教试验研究中间传动轴节叉相位、传动轴扭矩、万向节夹角、传动轴中间支撑刚度对低频抖动影响,为解决低频抖动问题提出有效的优化措施。某车低档位急加速低频抖动严重,选用合理的优化措施后,低频抖动在空、满载工况下都达到了目标值。     

客车异常振动噪声的分析和控制

某款轻型客车样车在90 km/h左右速度行驶时,车厢地板出现剧烈振动并伴随共鸣噪声,严重影响汽车NVH性能。通过试验手段,在五档加速工况对振动频率进行时间跟踪,找到可能的激励源。从三维频谱图识别出车内主要振动和噪声频率与传动轴的1阶和2阶转动频率相同。对此进行加强传动轴支架,支架加橡胶垫和改换悬置为进口悬置的改进。由此可使整车振动噪声水平大幅度降低。     

汽车传动轴振动的仿真计算及优化

考察汽车传动轴振动特性的指标为1阶约束模态的频率。由此,某商用车传动轴在设计阶段进行模态仿真分析,虽然满足了设计要求,但在整车验证阶段却出现共振,产生了车内共鸣音。针对该问题,改进传动轴模态分析方法,并对传动轴结构进行优化设计,消除共振模态。通过主观评价和噪声测试证实效果良好。     

变速器啸叫声与下线台架振动的相关性试验研究

在汽车变速器下线台架上根据齿轮振动传递路径理论选择两个振动测量位置,同时测量两个位置20台变速器的啮合振动。在整车上测量各档位啮合阶次噪声及其振动,并进行啸叫声的主观评价。通过下线台架的振动、整车上变速器各档位齿轮啮合阶次的噪声和振动三者间的相关性分析,确定了台架上最佳的测量位置和啸叫声可接受时的振幅临界值。该研究可以正确、有效地识别变速器的啸叫及其振动特性。     

某纯电动汽车空调振动分析与优化

针对某纯电动乘用车在怠速、开空调时车内振动较大的问题,通过振动传递特性测试及模态分析,确定空调压缩机在转速为2 300 r/min时振动较大是由于空调压缩机自身激励与冷却风扇产生拍振所导致,在转速为5 000r/min时振动较大是由于压缩机工作基频与其自身刚体模态耦合所导致。最终,通过调整空调压缩机转速,将原2 300r/min档位对应调整至2 000 r/min,避开冷却风扇转速,方向盘振动幅值由0.049 g优化至0.015 g;同时,通过增加空调压缩机支架的衬套刚度来提高空调压缩机的刚体模态频率,避开空调压缩机在转速为5 000 r/min时的工作基频,方向盘振动幅值由0.178 g优化至0.029 g,座椅振动幅值由0.013 g优化至0.006 g。该控制策略不仅有效解决了该车型在怠速、开空调时车内振动较大的问题,也可为电动汽车空调系统的模态和频率设定提供指导。     

整车动力传动系统弯曲模态实验识别及优化研究

动力传动系统的弯曲共振是导致动力总成或传动系统的失效及车内振动噪声大的重要原因之一。系统的约束方式和状态对其固有频率和振型有重要影响。针对某轻卡在高速行驶工况出现的动力总成附件失效问题进行试验诊断,确定为动力传动系统弯曲共振导致。通过研究不同约束方式对动力转动系弯曲模态的影响,建立最符合整车实际运行状态的弯曲模态识别步骤及方法。结合CAE分析对传动轴进行优化设计,提高其1阶弯曲模态频率,有效地解决了疲劳失效问题,同时改善车内高速轰鸣。     

后驱车传动系统扭转与弯曲振动的NVH性能

采用多体动力学理论建立后驱传动系统扭转振动分析的刚柔耦合模型,计算出传动系统各个档位扭转振动的固有频率和振型。传动系统的固有频率影响变速器敲击,并用NVH实验进行验证。系统谐响应分析和强迫振动分析结果通过传动系统扭振实验得到了验证。最后,采用模态综合法计算出传动轴系的弯曲模态,并与有限元法对比,得到较好的一致性。中间支撑刚度影响传动轴系一阶模态。     

基于转速自适应多阶FRFT滤波提取瞬变工况齿轮微弱故障特征

提出了一种基于转速信号自适应分段的多阶FRFT滤波方法,并应用于提取瞬变工况下变速器齿轮微弱故障特征。首先,根据设定的振动信号频率曲线曲率阈值将目标档位啮合频率时频曲线自适应分为若干段,使得每段内的信号频率近似线性变化;然后,在各分段内进行最小二乘拟合确定相应的FRFT最佳阶次,并在各段信号的最佳分数阶域进行滤波,实现基于转速自适应分段的多阶FRFT滤波。采用该方法分析实测变速器瞬变工况振动信号。结果表明,基于转速信号自适应分段确定多阶FRFT的最佳阶次,准确、快速、自适应性好;多阶FRFT滤波能够有效分离出瞬变工况下的啮合频率分量,隔离其他干扰;对分离出的啮合频率分量进行阶次包络解调分析,能有效提取出齿轮微弱故障特征。     

基于阶次分析方法解决柴油机拍振问题

运用阶次分析方法解决柴油机"拍振"问题。通过振动分析中阶次跟踪技术,对出现"拍振"问题的柴油机进行振动测试研究,在结果分析中发现该柴油机转速范围内出现1.09阶的异常阶次,经对柴油机系统排查,发现原因是由发动机曲轴齿轮与空压机齿轮的齿数比24:22所引起,修正齿数速比为1后,该型柴油机的"拍振"问题得到解决。本研究方法可以为其它机械类产品出现类似问题时提供参考。     

道路试验下某重型商用车驾驶室啸叫声源定位EI北大核心CSCD

针对某重型商用车在中低挡加速工况下驾驶室内出现的啸叫噪声问题。首先,对包括发动机、变速箱和中后驱动桥在内的动力传动系统进行了研究,重点分析了变速箱在问题挡位工作时的动力传递路线,明确了问题挡位下参与动力传递的啮合齿轮副。其次,设计整车道路加载试验,在发动机飞轮、驾驶室内、变速箱近场及壳体、中后驱动桥壳体及车架位置布置相应的转速、噪声及振动加速度传感器。对发动机转速进行追踪,采集7挡加速工况下各测点的噪声和振动信号。对试验数据进行处理分析,结果表明,除发动机激励外,驾驶室啸叫噪声主要由28阶和42阶激励引起且后者的影响更为显著。对变速箱主箱和副箱以及中后驱动桥位置的齿轮副进行阶次计算,结果表明,副箱行星齿轮机构中单个行星轮与外齿圈的啮合阶次为14.02阶,其2次和3次谐阶次与驾驶室内的啸叫噪声阶次相对应,定位出了问题出现的根源。最后,针对问题齿轮副,提出了相应的改进措施。     

电动乘用车永磁电机的振动噪声测试及特性分析

针对某电动乘用车永磁电机壳体产生低频共振轰鸣声的问题,开展全工况的振动噪声测试,获得电机在正反转工况不同转速下的总声压级和频谱特性,分析噪声与振动的映射关系以及电机噪声的产生机理。通过电机的模态测试对工作转速范围内的电机进行共振分析,确定电机振动噪声过大的原因,并提出电机的减振降噪方案。研究结果表明：该电机转子存在较大偏心,电机1 阶激振力波与第4 阶结构模态发生耦合共振;噪声主要集中在以转速基频的1、2.5、3、3.5、4、7、8、10.5、16、24、40、56 和88 等阶次为中心频率的频带范围内;通过控制转子偏心度和增大电机壳体刚度,可明显抑制电机噪声水平,有关结论可为电机噪声控制提供指导。     

时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法研究

针对时变工况风电机组齿轮箱振动信号受噪声干扰和频率模糊问题,通过研究无转速下风电机组齿轮箱振动信号与转频波动规律间的联系,提出了基于VMD-SET时变工况的风电机组齿轮箱无转速计阶次跟踪方法。该方法利用变分模态分解（VMD）滤波,利用同步提取变换（SET）对齿轮箱振动信号时频分析,分别从轴承故障时域振动信号中初步提取故障特征频率趋势,从正常齿轮啮合调制时域振动信号中提取啮合频率时频脊线,进一步利用精细化时频脊线交叉解耦优化瞬时频率提取效果,再用提取的转速曲线对轴承故障振动信号进行阶次跟踪,从角域阶次谱中得到故障特征阶次的单根谱线。通过仿真及实验验证了所提方法的优越性和有效性。     

基于车内振动控制的多万向节相位优化

在简述传动轴扭转振动研究现状的基础上,针对万向节相位布置建立车内振动控制的平面多万向节传动的数学模型,并将该模型应用于实车优化方案的制定,仿真与试验结果表明优化方案是有效的与合理的,同时也在车内振动控制方面为平面多万向节相位布置的设计提供指导思路。     

直升机机动飞行对尾传动轴临界转速的影响

直升机的平动分量和尾传动轴的位置参数均不影响传动轴的临界转速,仅直升机的转动分量对传动轴临界转速产生影响。通过几种典型机动飞行分析了直升机各转动分量对尾传动轴临界转速的影响。结果表明:偏航角速度与水平轴的临界转速近似呈抛物线关系,而与尾斜轴的临界转速近似呈线性关系且为左右对称图形;随着尾斜轴倾斜角的增大,对称轴向左偏移;俯仰角速度对尾传动轴临界转速的影响与偏航角速度相同;横滚角速度与水平轴和尾斜轴临界转速之间均呈线性关系,且随尾斜轴倾斜角的增大,对称轴向右偏移;传动轴第二阶临界转速变化曲线的对称轴对应角速度大小近似为第一阶临界转速时的16倍。     

前置后驱汽车传动系统的扭振模态分析

针对某前置后驱车,建立了其传动系的扭振当量模型,通过自由振动计算分析获得了传动系的扭振模态,与整车传动系扭振测试结果对比,验证了计算的正确性。基于传动系扭振当量模型,分析了各部件扭转刚度及转动惯量对扭振模态的灵敏度:系统第3阶扭振模态可以通过改变轮胎扭转刚度或者转动惯量来调谐;第4阶扭振模态可以使用半轴的扭转刚度、轮胎的扭转刚度或转动惯量调谐;第5阶扭振模态的调谐参数为半轴扭转刚度和传动轴转动惯量。这些因素的分析可为车辆扭转振动特性的改善提供可参考的依据。     

计算阶次分析中避免阶次混叠的滤波定阶方法及其应用

针对计算阶次分析中的阶次混叠现象,分析了各阶次信号分量在频域范围的对应关系,提出并分析了在相同转速区间内信号的各阶次分量会发生频率重叠的问题;在此基础上提出了使用滤波器限制频率、确定阶次的方法,推导了滤波器截止频率选择和滤波后信号角域重采样阶次的确定原则。通过仿真信号分析和实际信号验证,提出的方法成功均能有效的阶次混叠问题,有效确定和降低了角域重采样阶次。     

摩托车车架动态性能的试验研究

本文通过对某摩托车车架的试验模态分析，形象地演示出车架的前六阶振动模态。分析了摩托车在四种不同路面上行驶时，路面谱激励对车架态性能的影响。考虑到发动机振动是摩托车振动的一个重要振源，分析了发动机振动对车架动态性能的影响。并针对不足之处提出的改进意见。     

基于阶次和传递路径分析的电驱动总成对车内噪声影响

为了探究电驱动总成对车内噪声的影响,对某纯电动汽车进行急加速工况下的试验研究。基于阶次分析确定车内噪声与电驱动总成振动噪声之间的关联,并识别电驱动总成对车内噪声影响较大的激励;基于奇异值分解改进的工况传递路径分析（Operational Transfer Path Analysis,OTPA)方法,分析对车内噪声影响最大的激励通过结构路径和空气路径对车内噪声的贡献情况。结果表明由空间0阶径向电磁力引起的频率24阶激励和48阶激励对车内噪声影响较大,其中24阶激励影响最大。在低转速区间,24阶振动激励和24阶声学激励通过结构路径对车内噪声贡献和通过空气路径基本一致;在中高转速区间,24阶声学激励通过空气路径对车内噪声贡献较大;在高转速区间,24阶振动激励通过后悬置Z方向结构路径对车内噪声贡献较大。研究结果从激励源和传递路径两个方面为降低纯电动汽车车内噪声指明方向。     

基于ODS与试验模态分析的方向盘摆振优化

分析了方向盘振动机理与控制方法.针对某款乘用车的转向系统进行了ODS(Operational Deflection Shape)分析与试验模态分析,找出了在高速行驶中方向盘摆振的激励源、传递路径及转向系统的结构弱点.从激励源、传递路径和接受体三方面来控制摆振.第一是控制轮胎动平衡参数,降低路面对轮胎的激励.第二是优化传动轴万向节,提高传递路径的隔振性能.第三是优化转向系统的结构弱点,提高其固有频率,使之与激励频率解耦.这项研究为分析方向盘高速摆振提供了一套有效方法,并取得了较好的优化效果.