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。     

基于频响函数识别直升机尾传动轴系非线性的方法

提出了基于测试频响函数识别尾传动轴系非线性模态参数的方法。利用线性的模态分析技术,并结合响应幅值线性化理论,通过步进正弦扫频测试激励尾传动轴系,得到直升机尾传动轴系不同激励水平下的频响函数信息,最终识别出尾传动轴系的非线性模态参数。分析结果表明:随着激励力幅值的增大,尾传动轴系的一阶固有频率减小约2%,而阻尼比增大约1.5倍,且在同一状态下多组试验分析结果一致。提出的识别尾传动轴系非线性模态参数的方法,为进一步精确研究直升机尾传动轴系的动力学特性奠定了基础。     

某重载牵引车传动系统扭振试验研究与分析

针对某重载牵引汽车行驶时出现个别档位与某转速段出现严重的顿挫与振动,通过针对车辆特性设计整车试验,采集问题档位的发动机飞轮、变速器转速变化以及其他位置的加速度值,通过阶次分析和频率分析,经多次比对,确定车辆在高档位行驶时,多个档位在传动轴的2阶次振动尤为明显,经过分析确定是由于传动轴和万向节的原因造成传动系统振动,通过更换传动轴与万向节,车辆抖动问题得到解决。     

基于车体动态特性的发动机安装位置优化

建立某款全地形车车架挂发动机有限元模型,计算并进行模态分析。通过与实验模态分析结果对比,验证有限元模型的可靠性。在此基础上,分析路面激励及发动机激励与车体动态特性的匹配关系。为改善该款全地形车车体的动态特性,应用形状优化方法,以发动机在车架的前后、左右、上下安装位置及俯仰角度为变量,以提高车体一阶模态频率为目标,进行优化。根据优化结果,调整发动机的安装位置与俯仰角度,使车体的一阶模态频率提高5 Hz。     

某非承载式SUV车内噪声问题的分析

车内低频轰鸣声严重影响整车的乘坐舒适性。为此对某非承载式SUV车加速工况下1 700 r/min附近出现的轰鸣声问题进行排查研究,通过阶次分析、传动系扭振分析、传递函数分析和空腔模态分析技术分析发现引起1 700r/min附近车内噪声的原因是发动机二阶扭矩波动引起的传动系扭振经过后桥传递到车内放大后,与车内空腔模态产生耦合,从而产生较大的轰鸣声。通过采取加装扭转减振器的措施,有效抑制传动系扭振,试验结果表明车内轰鸣声得到明显改善,整体降低7.5 d B(A)左右,主观评价可接受。对低频轰鸣声问题的排查和解决有一定参考作用。     

电动车减/差速器振动特性分析及改进

以某纯电动车的减/差速器为研究对象,首先考虑齿轮啮合刚度、传动误差、齿侧间隙和轴承因素,建立了齿轮传动系模型;然后考虑传动轴、差速器壳体以及减速器壳体的柔性,建立了减/差速器系统综合耦合模型,对其进行动态响应仿真分析及试验验证;最后通过轮齿微观修形减小齿轮传递误差波动的幅值,降低壳体表面阶次振动的峰值。结果表明,所建立的综合耦合模型能较好的预测减/差速器系统的振动特性,揭示各个振动阶次产生的原因,轮齿修形可使齿轮副传递误差波动幅值和壳体表面阶次振动峰值分别降低40%和57%,对减/差速器啸叫问题的解决起到一定的积极作用。     

弹性车体垂向运行平稳性一系最优控制研究

采用基于轨道谱及包括轮轴间时延预瞄的最优控制算法,在一系悬挂中加入主动控制,设计其主动控制规律,从降低轨道至车体振动的传递入手,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析。结果表明,该最优控制算法对车辆系统的振动有较好的抑制作用;可以改善轨道至弹性车体中部的振动加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制整车的弹性振动;最优控制算法对车辆系统的1Hz左右的低频振动、以及包含人体垂向振动敏感频域(4Hz-8Hz)的4Hz~10Hz频率内的振动衰减明显,但对车体高频振动作用不大。并与二系主动悬挂系统比较,发现一系主动悬挂能更有效的控制车体的弹性振动,且抑制的频率范围较宽,车辆运行平稳性更佳,为今后弹性车体减振措施选择提供依据。     

高铁车辆横向振动耦合机制及其减振技术对策

结合欧系车辆转向架技术创新特点,提出一种基于刚柔耦合仿真技术的车下质量橡胶吊挂优化设计方法。横向振动耦合机制是指以二系横向悬挂构成车体对走行部接口传递媒介的横向高频振动耦合机制,且具有抗蛇行高频阻抗、车体摇头大阻尼和"无纵梁无骨架"铝合金车体3大特殊性。因而整装车体下部1阶横向弯曲模态振动将对车体技术服役寿命30年造成十分严重的负面影响。对于车下质量橡胶吊挂来讲,比例阻尼是抑制车下质量横向振动的积极因素之一,而对中部地板横向加速度则具有极值特征,即比例阻尼取0.5%,其全频域(RMS)3σ最小。也应当注意到上述减振技术的局限性,即在走行部非常工况下,较大的车下质量存在横向耦合振动的可能性,进而造成自重楔紧失效。     

中低频激励下耦合板架振动能量分布与传递特性分析

为了探究中低频振动传递机理,基于有限元结合二维平板的功率流理论,分析工程中常见的耦合板架在中低频激励下的振动能量分布与传递特性。通过自编程序对有限元计算结果进行后处理,分析不同频率下不同振动波形的振动能量分布特征,并使用双加速度传感器进行耦合板架的功率流测量,实验结果与仿真计算结果吻合度较好;在此基础上分析激励力、阻尼比、不同板厚、约束方式对耦合板架振动能量传递的影响,结果表明:选取机械设备的合适安装位置与形式、对结构附加阻尼材料、根据激励力所在频段合理确定敷设位置、增大中间传递板的板厚使振动能量传递曲线往高频偏移等手段有助于减小结构的功率流。     

微/纳米传动平台的模态试验及优化设计

微/纳米传动平台中,柔性机构的弹性势必导致平台高速、高加速带来的残余振动。采用拉格朗日方法,建立了平台的动力学模型,得到了平台前5阶固有频率的解析式;分析了平台固有频率与柔性板簧厚度、长度的相互关系,得到了固有频率随柔性板簧厚度、长度的变化规律。应用有限元方法,分别仿真得到了前6阶固有频率和模态阵型;以固有频率为优化目标,建立了平台的优化模型。采用动态测试系统,分别对优化前、后的平台进行了模态试验分析;通过对比分析,得到了提高平台动态性能的方法,且模态试验结果表明,调整柔性板簧厚度、长度的方法是有效的、可行的。     

汽车起步颤振的时频分析

汽车以不同的挡位和节气门开度在平路和坡路上起步时，出现的颤振，并会伴隨传动系剧烈的扭转振动现象。这种失稳现象从产生到减缓的全过程中，其振动加速度信号的频率分量和振幅具有显著的时变特征。由此，在采用短时付里叶变换、Wigner-Ville分布及连续小波变换三种时频分析方法的基础上，选择合适的方法对实车坡道M2档小油门工况下车上不同位置的颤振加速度信号进行分析，得到怠速、颤振和平稳行驶三个阶段的振动时频特性，并结合FFT频域分析方法，深入研究三个阶段的频率特性，及其颤振的原因和控制传递路径的有效手段。     

激光增材制造无人机框梁结构拓扑优化设计及刚度分析

目的 以选区激光熔化成形(SLM)无人机接头框梁结构为研究对象,研究不同工况条件下零件的变形分布情况,对原零件进行拓扑结构优化,并对优化后的零件进行二次静力学验证。方法 以AlSi10Mg铝合金粉末为原材料,利用Ansys Workbench软件的Mechanical模块对SLM成形接头零件4种工况下的静力学刚度行为进行有限元仿真。采用变密度法进行拓扑优化,以刚度最大化为目标、保留质量40%为响应约束进行结构优化,根据拓扑优化密度云图设计孔洞位置及尺寸,对模型进行重构,并在Ansys Workbench软件中进行二次静力学刚度仿真。结果 在4种工况条件下,接头零件弯曲时最大位移位置在上耳片边缘,除工况A外,其余工况均呈现沿z轴正向变形的趋势。在工况B下,总变形最大为0.289 mm,优化后为0.626 mm。优化后的零件使上、下耳片变形程度差异显著减小,最大变形差由0.128 mm减至0 mm。结论 不同位置接头零件的变形演变规律不同,几乎不存在扭转变形,主要是框梁结构的竖直弯曲变形,经拓扑结构优化后零件变形总体趋势并未改变,但整体结构的稳定性和一致性得到了显著提高。     

整星隔振器动态特性的测试

整星隔振系统由若干个隔振器组成，均匀布置在适配器和星箭界面之间，能有效减小发射阶段卫星所承受的环境载荷，对提高卫星发射的可靠性和降低发射成本具有重要意义，是近十年来航天界发展的一项新兴技术。探讨了隔振器的结构设计形式，通过测试3种不同方案的单个隔振器的动态特性，比较其动态性能参数，对进一步研究整星隔振系统的设计和应用具有一定参考意义。     

Uncertainty analysis and optimization of automotive driveline torsional vibration with a driveline and rear axle coupled model

The driveline torsional vibration issue is one of the most significant Noise, Vibration and Harshness (NVH) problems, especially in rear-wheel drive vehicles with manual transmission. In this article, a new driveline and rear axle coupled torsional vibration model (DRCTVM) is developed that considers the relationship between the driveline and the rear axle. The experiments show that the DRCTVM can provide much better results than the traditional model. In addition, for the first time, uncertainty theory is introduced to the analysis and optimization of driveline torsional vibration based on the DRCTVM. A truncated normal distribution is used to describe the uncertainty of DRCTVM, which considers both the probability distribution and the bounds of uncertain variables. Furthermore, robustness of the driveline torsional vibration was analysed using the Monte Carlo (MC) process and optimized using the Multi-Island Genetic Algorithm. The optimization results show that the proposed model and method are effective and improve the robustness of driveline torsional vibration performance.     

Transverse vibration of a two-segment cross-ply composite shafts with a lumped mass

The advantages of having higher stiffness to weight ratio and strength to weigh ratio that composite materials have resulted in an increasing interest in them. In automotive engineering, weight savings has positive impacts on other attributes like fuel economy, performance and possibly noise, vibration and harshness (NVH). The driveline of an automotive system can be a target for possible weight reduction. This can be done through the use of composite materials. The design of the driveshaft of an automotive system is primarily driven by its natural frequency. This paper presents an exact solution for the vibration of a cross-ply laminated composite driveshaft with an intermediate joint. The joint is modeled as a frictionless internal hinge. The Euler–Bernoulli beam theory is used. Lumped masses are placed on each side of the joint to represent the joint mass. Equations of motion are developed using the appropriate boundary conditions and then solved exactly.     

基于傅里叶幅值检验扩展法的轨道车辆垂向模型全局灵敏度分析

为筛选明显影响轨道车辆垂向振动特性的设计参数,简化车辆模型参数优化设计过程,采用傅里叶幅值灵敏度检验扩展法对典型轨道车辆垂向模型进行参数灵敏度分析。研究结果表明,二系悬挂与一系悬挂阻尼变化对车体沉浮运动影响较一系悬挂刚度大;调整车辆定距也会影响车体点头运动;模型设计参数间存在微弱的交互作用。所用该研究方法及结论对轨道车辆模型的振动特性研究及参数优化设计具有一定参考价值与工程意义。     

后驱车动力传动系扭振分析

研究后驱车辆动力传动系扭转振动分析方法,根据实际工程问题,建立合适的仿真模型,计算传动系扭振模态频率,并与测试结果进行对比,验证该方法和仿真模型的正确性;在此基础上,分析了动系各部件对扭振模态的灵敏度,以便项目前期根据目标对扭振模态进行控制。本研究提供了一套有效的传动系扭振的分析方法,并取得良好的工程应用效果。     

考虑齿隙影响的牵引车拖载起步时传动系扭振瞬态响应分析

牵引车传动系为小阻尼多自由度非线性系统。系统各部件之间存在相互激励作用，使传动系呈现复杂动态特性。例如传动齿轮间隙引起传动系的冲击现象，车辆行驶中发动机节气门快速变化和离合器的突然结合引起的喘振和啸振现象。由此可见，传动系扭转振动对车辆的振动和噪声有着重要的影响，本采用Maflab／Simulink仿真分析软件，通过建立牵引车传动系扭转振动非线性模型，分析牵引车拖载起步时传动系瞬态扭转振动。从仿真结果中找到牵引车存在喘振和啸振现象。并进一步对影响传动系扭转振动性能的主要部件进行了参数化分析。本采用的建模仿真分析方法，对同类工程车辆的传动系性能的研究与设计也有一定参考价值。     

Multidisciplinary design and optimization of an air launched satellite launch vehicle using a hybrid heuristic search algorithm

A multidisciplinary design and optimization strategy for a multistage air launched satellite launch vehicle comprising of a solid propulsion system to low earth orbit with the implementation of a hybrid heuristic search algorithm is proposed in this article. The proposed approach integrated the search properties of a genetic algorithm and simulated annealing, thus achieving an optimal solution while satisfying the design objectives and performance constraints. The genetic algorithm identified the feasible region of solutions and simulated annealing exploited the identified feasible region in search of optimality. The proposed methodology coupled with design space reduction allows the designer to explore promising regions of optimality. Modules for mass properties, propulsion characteristics, aerodynamics, and flight dynamics are integrated to produce a high-fidelity model of the vehicle. The objective of this article is to develop a design strategy that more efficiently and effectively facilitates multidisciplinary design analysis and optimization for an air launched satellite launch vehicle.     

无动力下肢负重外骨骼人机动力学及其储能元件刚度优化EI北大核心CSCD

为提高人体搬运效率,降低人体关节损害,提高外骨骼能量利用效率,基于人机动力学对一种无动力辅助负重下肢外骨骼的储能元件刚度进行优化。应用牛顿-欧拉动力学方程建立人机耦合动力学模型,得到各关节力矩与大小腿长度和质量、关节转角及弹簧刚度关系的数学模型。将三维动作捕捉系统采集的角度数据代入动力学方程中,通过MATLAB进行计算得到关节力矩动态变化规律。建立人机系统各部分的能量流动模型,并进行步态周期内的能量流动分析,以储能元件刚度为参数,储能元件的能量流动为约束条件,各关节平均力矩最小为目标建立优化模型,通过与AnyBody人体仿真软件获得的人体模型作对比验证优化结果的正确性。结果表明,穿戴优化后外骨骼减轻了下肢着地时对人体的冲击,有效降低了人体能耗和下肢关节转矩。