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。     

针对齿轮箱阶次噪声问题的多体仿真

针对工程上的齿轮箱阶次振动噪声问题,建立包含3D齿轮、线性轴承、柔性壳体等的齿轮箱多体动力学仿真模型.计算在电机外特性扭矩输出下,时域的齿轮轴轴承力及齿轮箱壳体表面振动速度.对时域的仿真结果进行快速傅里叶变换,分析其频域的阶次特性;同时进行全负荷工况下车内振动噪声测试,以测试结果评估多体仿真的指向性.仿真结果与测试结果相比:11阶对应共振频率误差-6.3％,29阶对应共振频率误差-10.4％,验证了基于多体仿真方法进行齿轮箱阶次噪声分析的可行性.     

某型汽车变速箱的振动噪声分析

针对某型新能源车用两挡变速箱的振动噪声问题,通过NVH试验、理论计算、仿真分析相结合的方法分析引起振动噪声的根源。首先,基于整车NVH主观评价的结果,通过NVH试验采集变速箱振动信号并进行数据处理分析;其次,通过计算变速箱各齿轮副啮合频率及特征阶次,判断各阶噪声的产生位置;最后,使用ANSYS WORKBENCH软件对变速箱壳体进行模态分析进而得出前20阶固有频率,结合试验数据及啮合频率判断产生各阶噪声的共振频率点。基于对变速箱振动噪声的分析,为下一步制定整改措施提供了必要条件。     

车身结构NVH特性多目标拓扑优化研究

建立了某车身地板结构动力学有限元模型,通过分析自由模态固有频率和多点激励下频率响应,验证了车身地板数值分析模型的有效性。以地板结构各激励点最大振动速度的平方和最小化作为目标函数,建立了多目标拓扑优化模型。通过解读优化结果,提出了地板结构改进方案。改进后的车身地板结构各阶自由模态固有频率增加达10%以上,各激励点速度响应大大降低,NVH特性明显提高。研究表明,减小振动速度的多目标拓扑优化设计是一种改善车身NVH特性的有效方法。     

弹性车轮对地铁直线段轨道减振特性研究

为了评估弹性车轮在地铁直线电机线路的减振效果,结合试验与仿真分别对直线段正常工况与极端工况下弹性车轮减振特性进行研究。现场试验获取了直线段正常工况下轨道和隧道壁的振动水平,试验结果表明,弹性车轮对正常工况下的直线轨道系统的振动有一定的抑制作用,减振量可达2~3dB,同时对车轮多边形冲击振动有明显的减振效果。为了进一步探究对轨道存在钢轨波浪形磨耗或钢轨焊接接头几何缺陷的极端工况下弹性车轮的减振效果,建立车辆-轨道耦合动力学模型,将弹性轮对解耦为轮芯、左轮辋和右轮辋,采用6个自由度建模,轮芯与轮辋间通过弹性橡胶层耦合连接。模拟弹性车轮通过有波磨和焊接接头的钢轨时的振动特性,其数值仿真结果表明,在极端工况下,弹性车轮减振效果可达4~7dB,弹性车轮减振效果随着车辆速度的增加更加显著。     

基于MASTA软件的齿轮啸叫分析与解决方法

为研究齿轮啸叫在变速器传动系统中的分析方法与解决方案,采用了英国MASTA软件NVH分析模块,以齿轮传递误差PPTE为激励源,通过优化齿轮重合度,分析在不同工况下壳体上的振动响应峰值。分析结果表明,重合度提高,壳体上的振动位移则有所下降,软件分析结果与NVH测试结果在趋势上相符。     

电动汽车变速器壳体振动与辐射噪声的研究

以某款变速器为研究对象,首先建立轴齿系统动力学模型,求得变速器在某一工况下壳体所承受的动态时域历程和载荷谱。以动态载荷为激励,建立有限元和边界元的仿真模型,计算壳体表面振动加速度以及壳体近声场辐射噪声。其次搭建变速器壳体振动与辐射噪声测试平台,测试相同工况下的壳体表面振动加速度值和近声场1 m位置的噪声频谱图,并与仿真结果对比,验证了有限元模型及边界元模型的正确性。最后对变速器壳体不同局域进行优化,通过仿真计算,结果显示优化后变速器壳体振动幅值及辐射噪声均得到较好抑制。     

基于3-RPC并联机构的车辆座椅减振装置研究

针对车辆座椅存在的多维振动问题,提出一种采用3-RPC并联机构结合减振耗能元件实现多维减振的方法。首先建立减振装置多体动力学模型与数学分析模型,并应用数学模型位移输入-输出关系验证动力学模型的正确性。以动力学模型为基础,研究人-椅系统三垂直轴向加速度传递特性和冲击响应,仿真结果表明系统三轴向共振频率避开了人体敏感频段和车辆悬架及轮胎共振频率;竖直方向最大传递率为1.43,优于固定式座椅(2.08)和机械减振式座椅(1.87),水平方向减振区涵盖了车载环境激励频段,且受冲击作用时系统上平台各轴向加速度和位移峰值明显低于下平台相应值,说明该减振装置对多维稳态振动和冲击激励均具有良好的衰减性能,可显著改善车辆乘坐舒适性。     

重型变速箱振动噪声特性仿真分析

以某重型变速箱为研究对象,对其进行巡航工况下振动与噪声辐射的仿真分析。借助多体动力学方法,建立重型变速箱的多体动力学模型并进行验证,仿真计算变速箱壳体各轴承支座处的支反力。将求解得到的支反力加载到经过验证的变速箱壳体有限元模型的相应位置,利用模态叠加法,求解变速箱壳体的结构响应。最后,通过声学边界元法计算得到变速箱该巡航工况下的噪声辐射。对仿真得到的巡航工况下变速箱壳体的结构响应及噪声辐射进行时频分析,确定该重型变速箱巡航工况下的振动噪声特性,为变速箱的后期优化提供依据。     

地铁车辆转向架齿轮箱振动噪声耦合特性研究

针对齿轮箱振动、噪声等共性关键问题，以某型地铁车辆转向架齿轮箱为研究对象，运用LMS Virtual Lab软件建立齿轮箱的刚柔耦合动力学和振动噪声仿真模型，对齿轮箱中斜齿轮副时变啮合刚度、支撑轴承动载荷、齿轮箱体振动、齿轮箱附近区域的结构噪声进行仿真分析，并对齿轮箱体振动和齿轮箱附近区域的结构噪声进行了试验验证。结果表明，地铁车辆转向架齿轮箱斜齿轮副时变啮合力、支撑轴承动载荷均呈现在某一均值上下周期性波动的趋势；齿轮箱体振动和齿轮箱附近区域的结构噪声在上下和左右方向上大于轴向方向上的；振动和结构噪声仿真值与试验值最大相对误差分别为14.61%和3.77%，验证了仿真分析的合理性和正确性。研究为地铁车辆及齿轮箱减振降噪提供了理论依据和技术支持。     

变速器啸叫噪声消减研究

对某变速器啸叫噪声消减进行研究。根据整车试验确定啸叫噪声阶次及工况,制定齿轮啮合斑点和噪声台架试验工况。通过台架试验对比了齿面微观修形优化、宏观参数优化、壳体轴承座刚度提升对啸叫阶次噪声的优化幅度,排除整车试验中传递路径、车辆一致性等因素影响,对变速器不同优化方案给出相对量化的对比结果,对啸叫问题优化方案的制定有一定参考价值。     

地铁减速箱抗振动与冲击性能研究

为了研究地铁减速箱的抗振动与冲击性能,对某常用型地铁减速箱进行了动态特性仿真计算与分析,包括模态分析、响应谱分析与随机振动分析,并搭建了试验台进行振动与冲击试验验证。仿真计算与试验验证结果共同表明：该型地铁减速箱结构设计合理,抗振动与冲击性能良好,满足地铁减速箱振动冲击性能相关标准的要求。     

电动汽车减速器NVH仿真研究与优化

减速器是电动汽车电驱动总成的关键部件,是电动汽车的主要噪声来源之一。减速器噪声水平直接关系电动汽车整车噪声(Noise)、振动(Vibration)、声振粗糙度(Harshness)(简称NVH)性能和乘客舒适性。以某款减速器为研究对象,分析了减速器振动噪声产生机理。在此基础上,引出了评估减速器NVH的4个仿真指标:减速器传递误差、接触斑点、轴承座动刚度和模态。从这4个指标出发,分别进行了仿真研究和试验对标。结果说明,仿真和试验结果一致性较好。基于以上研究成果,判定该减速器二级齿轮的传递误差和接触斑点需要优化。通过加强轮辐结构和轮齿修形等优化手段,结果显示,二级齿轮仿真传递误差和接触斑点得到改善;优化方案装车试验测试的噪声也得到了改善。     

基于加载传动误差的驱动桥NVH分析及性能优化

为提升汽车驱动桥NVH性能,基于实际工况,从驱动桥主减齿轮传动误差着手,建立了一种驱动桥NVH分析及性能优化方法。基于MASTA软件建立驱动桥精确模型,依据实际工况载荷计算出齿轮啮合错位量;基于实际工况对驱动桥主减齿轮进行TCA及LTCA分析,得到加载接触区及传动误差的变化规律。在此基础上,基于MASTA软件研究了驱动桥NVH仿真分析方法,得到实际工况下的驱动桥噪声曲线。建立了加载传动误差与驱动桥噪声曲线之间的影响关系,通过控制传动误差对驱动桥NVH性能进行了优化。研究为驱动桥减振降噪以及主减齿轮的修形优化提供了理论参考。     

配缸间隙对发动机机体振动噪声影响研究

分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪声影响的仿真分析;对机体和曲轴进行模态试验,验证了有限元模型的准确性。通过整机的仿真分析,结果表明:配缸间隙增大后,摩擦平均有效压力依次减小;活塞敲击力先小幅减少,然后急剧增大,最后趋于稳定。在主推力侧,不同配缸间隙计算方案均在2阶谐次下出现最大振动峰值;在次推力侧,振动在800～3 000 Hz频段内差异比较明显,在2 000～3 000 Hz频段内差异尤为显著。机体噪声的1/3倍频程分析显示不同配缸间隙计算方案在中心频率500Hz时出现最大声功率级。     

SCARA机械臂的仿真振动分析及振动测试

以SCARA机械臂为研究对象,通过建立SCARA机械臂的三维模型,利用ANSYS软件和ADAMS软件对其进行模态分析和动力学分析,得到机械臂的振动特性以及振动最薄弱的部位;再通过实验进一步验证了仿真结果的有效性,SCARA机械臂底座在振动中的变形最大,加速度幅值变化最大;最后针对振动最薄弱部位提出振动被动控制方案,对底座截面尺寸进行优化,使其变形和振幅得到一定改善。该研究为设计更高精度SCARA机械臂和多变工况下SCARA机械臂的动力学设计、减振延寿和性能改进等问题提供更有效的理论与技术支持。     

不同工况下刮板输送机减速箱箱体结构性能的研究

为找到刮板输送机中减速箱箱体的结构性能特点,有针对性地对其进行结构优化改进,对SGZ1710型刮板输送机中减速箱箱体进行了三维及仿真模型建立,开展了箱体在额定工况及最大扭矩工况下的结构性能研究,找到了箱体结构的薄弱部位,避免发生结构失效现象,由此提出了箱体结构改进的措施,以保证刮板输送机高效作业开采.     

基于Romax的潜水螺旋泵减速箱传动系统动力学分析

以某螺旋泵配套设计的减速箱传动系统为研究对象,建立起考虑轴系变形、齿轮受力、传动效率等影响因素的传动系统模型,进行静动态分析、动力学仿真及模态分析。针对水下实际工况,对传动误差偏大及啸叫进行仿真分析,得出具体的原因为振动与噪声及齿轮偏载造成的齿轮啮合冲击。通过齿面修形和优化齿形,可有效降低齿轮啮合冲击及啸叫,降低传动误差。     

中置轴列车行驶稳定性分析

针对中置轴列车行驶过程中出现的失稳现象,建立中置轴列车的数学模型和动力学仿真模型.在70 km/h和50 km/h的行驶速度下对阶跃工况、蛇形工况和双移线工况下的侧向加速度、侧倾角和横摆角速度进行了仿真分析,并进行阶跃工况和双移线工况下的行驶稳定性试验.仿真与试验结果表明,相同速度下牵引车的最大侧倾角大于挂车;挂车的最大侧向加速度和最大横摆角速度均大于牵引车,挂车存在明显的尾部放大效应,行驶速度越快,动力学参数放大效应越明显;中置轴列车行驶过程中后方挂车各动力学参数响应较牵引车时间上存在明显的延迟,列车行驶速度越快,挂车响应延迟时间越短,稳定性越低,侧翻风险越大;相同行驶速度下牵引车和挂车最大侧向加速度、最大侧倾角和最大横摆角速度均出现在双移线工况下,双移线行驶工况下中置轴列车稳定性较低,侧翻风险更高.     

人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算法对人字齿轮小轮齿面进行多动力学目标的齿面三维优化设计,优化结果表明在给定优化载荷工况下,轮齿端面啮合线方向相对振动加速度及齿轮箱体机脚参考点结构振动加速度均得到明显下降。搭建人字齿轮传动系统封闭功率流试验台,利用海德汉圆光栅编码器高精度特性对人字齿轮端面啮合线向相对振动进行测量,加速度计测量箱体轴承座、箱体机脚位置振动加速度,以此验证人字齿轮动力系统振动传递理论及齿面三维修形减振效果。