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双离合器式变速器的仿真与可靠性优化

作　者: 马云超
导　师: 阮米庆
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 车辆工程
关键词: 双离合器式变速器多目标优化可靠性优化设计 MATLAB 仿真
分类号: U463.212
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

针对双离合器式变速器这种新型的变速器,本文主要进行了两方面的研究,首先对双离合器变速器的变速传动部分进行可靠性优化,然后对双离合器变速器的升挡过程进行仿真。在可靠性优化方面,本文根据汽车动力性要求,在保证零件强度和刚度可靠使用的条件下,以变速器体积最小化和中心矩最小化为目标函数,建立了机械变速器多目标可靠性优化设计的数学模型。并通过MATLAB编程实现了对该模型的实例求解计算,最终得到可靠性优化设计结果,优化结果表明,所建模型对变速器的设计具有积极的参考意义。在变速器仿真部分,本文建立了发动机空载模型、有载模型,离合器模型(湿式),变速器模型以及整车阻力模型;确定了换挡控制策略,设计了仿真控制器;并对换挡过程进行了仿真分析,仿真结果表明,双离合器变速器具有效率高、加速快、换挡平稳等优点,是一种非常有前途的变速器。本文最后对全文工作进行了总结。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-21
  1.1 计算机辅助设计国内外概况  12-13
  1.2 汽车齿轮变速器优化设计  13-14
  1.3 自动变速器的分类  14-15
  1.4 双离合器自动变速器（DCT）  15
  1.5 双离合器变速器国内外发展现状  15-16
  1.6 机械优化设计理论  16-20
    1.6.1 优化设计数学模型的一般形式  17-18
    1.6.2 可靠性设计原理  18
    1.6.3 应力—强度分布干涉理论  18-20
  1.7 双离合器自动变速器的开发意义  20
  1.8 本文的主要研究内容  20-21
第二章汽车变速器可靠性优化设计数学模型的建立  21-33
  2.1 目标函数的建立  21-22
    2.1.1 基于体积最小建立优化目标函数  21-22
    2.1.2 基于中心距最小建立优化目标函数  22
  2.2 设计变量的选取  22
  2.3 约束条件的建立  22-33
    2.3.1 变速器最大传动比约束  22-23
    2.3.2 变速器传动比的约束  23-24
    2.3.3 中间轴的轴向力约束  24-25
    2.3.4 斜齿轮轴向重迭系数约束  25
    2.3.5 边界条件约束  25-27
    2.3.6 齿轮不发生根切的约束  27
    2.3.7 可靠性约束  27-33
第三章基于MATLAB 的优化实例  33-41
  3.1 MATLAB 简介  33
  3.2 MATLAB 优化工具箱  33-34
  3.3 隶属函数和贴近度  34-35
  3.4 实例分析  35-41
第四章双离合器自动变速器系统动力学模型  41-52
  4.1 发动机模型  41-44
    4.1.1 发动机空载数学模型  41-42
    4.1.2 发动机有载数学模型  42-43
    4.1.3 发动机特性图和仿真模型  43-44
  4.2 双离合器自动变速器动力学模型  44-50
    4.2.1 离合器模型  44-46
    4.2.2 变速器模型  46-50
  4.3 整车阻力模型  50-52
第五章 DCT 换挡过程仿真计算与分析  52-60
  5.1 DCT 换挡过程分析  52-53
  5.2 控制策略  53-55
    5.2.1 整体控制策略  53-54
    5.2.2 换挡规律的确定  54-55
  5.3 换挡品质及其评价指标  55-56
  5.4 发动机仿真控制器设计  56-57
    5.4.1 转速控制器设计  56-57
    5.4.2 扭矩控制器设计  57
  5.5 仿真结果分析  57-60
第六章全文总结  60-61
  (1)工作总结  60
  (2)展望  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
在学期间的研究成果及发表的学术论文  64

双离合器式变速器的仿真与可靠性优化

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