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车用发动机隔振的仿真研究

作　者: 李星
导　师: 王灵犀
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 发动机悬置隔振仿真固有特性 Adams/Insight
分类号: U464.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 68次
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内容摘要

汽车发动机作为整车振动的主要激励源，对汽车的乘坐舒适性具有很大影响。性能良好的发动机悬置系统可以隔离发动机的激励振动向车架、车身的传递，起到降振减噪的作用，提高汽车的乘坐舒适性。本文针对某货车更换农用车柴油机后出现的怠速工况下振动过大问题开展研究，使用机械系统动力学分析软件Adams对原发动机悬置系统进行了振动仿真优化研究。主要研究的工作内容包括以下几点：一、总结了发动机悬置系统的设计理论及优化方法，建立了发动机悬置系统的力学模型和数学模型，并对发动机激励进行了理论分析。二、使用机械系统动力学分析软件Adams建立了原发动机悬置系统的6自由度简化模型，联合Adams/View模块与Adams/Vibration模块先后对原机系统进行模态分析及悬置系统的力传递特性分析，并对原机系统的怠速振动过大问题进行诊断。三、以能量解耦法为理论依据，以悬置元件刚度参数为设计变量，以合理分配固有频率和模态能量解耦为优化目标，应用Adams/Insight模块对发动机悬置系统进行试验设计优化，并对优化前后系统的固有特性及力传递特性进行对比分析。四、建立包括发动机悬置系统在内的13自由度整车模型，在发动机全工况下比较了参数优化前后悬置的力输出，在整车环境下验证悬置系统参数优化的有效性。本文所研究的方法和成果对发动机悬置系统的设计有一定的参考价值，并对工程实践中此类隔振系统的设计提供一定的思路。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-20
  1.1 问题的提出  12
  1.2 发动机悬置隔振研究的意义  12-13
  1.3 发动机悬置的作用  13-14
  1.4 发动机悬置元件的发展  14-16
  1.5 国内外研究概况  16-18
    1.5.1 国外研究概况  16-17
    1.5.2 国内研究概况  17-18
  1.6 本文的研究内容  18-20
第2章发动机悬置系统的理论分析  20-32
  2.1 橡胶悬置元件的简化模型  20-21
  2.2 发动机橡胶悬置系统的力学模型  21-22
  2.3 发动机橡胶悬置系统的数学模型  22-26
    2.3.1 悬置系统的动能  23
    2.3.2 发动机悬置系统的势能  23-25
    2.3.3 发动机悬置系统的耗散能  25
    2.3.4 发动机悬置系统的自由振动微分方程  25-26
  2.4 发动机悬置系统的布置结构  26-27
    2.4.1 悬置系统的布置选择  26-27
    2.4.2 悬置系统的个数选择  27
  2.5 发动机的激励分析  27-31
    2.5.1 发动机的激振力分析  27-30
    2.5.2 发动机的激振频率分析  30-31
  2.6 本章小结  31-32
第3章原车型悬置系统的振动分析  32-44
  3.1 Adams 软件简介  32-35
    3.1.1 Adams 软件的四大模块简介  32-34
    3.1.2 Adams 多刚体的坐标系统  34
    3.1.3 Adams 多刚体动力学方程  34-35
  3.2 发动机悬置系统的建模  35-38
    3.2.1 建模所用的基本参数  35-36
    3.2.2 六自由度发动机悬置系统模型的建立  36-37
    3.2.3 模型的正确性验证  37-38
  3.3 原车悬置系统的固有特性分析  38-41
    3.3.1 固有频率、振型及能量分布  38-40
    3.3.2 原车怠速振动过大问题的诊断  40-41
  3.4 原车悬置系统的力传递特性分析  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章发动机悬置系统的优化  44-64
  4.1 本文所使用的优化方法  44-46
    4.1.1 参数化模型  44-45
    4.1.2 Adams 参数化分析原理  45-46
  4.2 发动机悬置系统的优化方法  46-50
    4.2.1 固有频率的合理分配  46-48
    4.2.2 系统六自由度的解耦或部分解耦  48-49
    4.2.3 系统的振动传递率或支承力最小  49-50
  4.3 原车发动机悬置系统的优化  50-56
    4.3.1 建立设计变量  50-51
    4.3.2 创建设计目标  51-52
    4.3.3 约束条件  52-53
    4.3.4 试验设计  53-55
    4.3.5 灵敏度分析  55-56
  4.4 优化分析结果  56-62
    4.4.1 优化后悬置系统的固有特性分析  57-60
    4.4.2 优化前后悬置系统的力传递特性比较  60-62
  4.5 本章小结  62-64
第5章发动机悬置系统在整车环境下的振动分析验证  64-76
  5.1 整车模型的建立  64-67
  5.2 整车环境下悬置系统的力传递特性  67-69
  5.3 发动机悬置系统的振动响应分析  69-74
    5.3.1 振动激励  70
    5.3.2 响应输出  70-74
  5.4 本章小结  74-76
结论  76-77
参考文献  77-81
攻读硕士期间发表的论文  81-82
致谢  82-83

车用发动机隔振的仿真研究

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