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汽车发动机橡胶减振器计算机辅助设计关键技术研究
| 论文题名： | 汽车发动机橡胶减振器计算机辅助设计关键技术研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;橡胶减振器;静态分析;结构优化 |
| 摘要： | 随着科技的发展和人们生活水平的提高,良好的平顺性和低噪声已成为现代汽车企业追逐的目标。为了改善汽车的行驶平顺性,国内外的工程师和研究人员对发动机悬置系统的设计方法做了深入研究,其中基于能量解耦法的悬置系统优化设计方法较为成熟,并得到广泛的认可。该方法主要是对悬置的安装位置及刚度进行调整来实现悬置系统的模态解耦,从而达到对悬置系统优化的目的,其优化结果为橡胶减振器的设计提供了刚度性能要求,然而,如何快速设计出满足刚度性能要求的橡胶减振器问题一直没有得到很好地解决。目前,企业仍沿用经验设计—打样—试验—修改设计的循环设计方法,此方法不仅效率低下且无法保证设计的刚度要求,本文在对橡胶材料性质进行研究的基础上,利用有限元理论及优化设计方法,针对橡胶悬置的结构设计问题进行研究,摸索出一套橡胶减振元件的结构设计方法。 本文研究内容如下: 1、介绍了本文的研究意义和背景,阐述了汽车发动机橡胶减振器的研究现状,简述了橡胶元件设计方法和计算机辅助设计技术的发展历程,给出了本论文的主要研究内容和整体框架。 2、依据橡胶悬置材料的特性选取了合适的超弹性和粘弹性本构模型,并由橡胶材料的试验数据对模型进行了拟合。 3、以衬套式和复合式橡胶减振器为例,建立了橡胶减振器静态分析的有限元模型,并进行了静刚度的仿真计算,最后通过试验对有限元计算的结果进行了验证。 4、以衬套式和复合式橡胶减振器为例,建立了橡胶减振器动态分析的有限元模型并进行了动态刚度计算,然后利用自行开发的动刚度计算系统,研究了动载荷频率、动载荷幅值、预载大小对橡胶减振器动刚度值的影响。 5、利用自行开发的橡胶减振器静刚度计算系统进行多次运算,获得了正交试验样本;运用BP神经网络对试验样本进行训练,建立了衬套式橡胶减振器结构尺寸参数与各向静刚度的非线性映射关系;在建立非线性映射关系的基础上,运用遗传算法对其结构尺寸进行了优化,获取了满足三向静态刚度要求的具体尺寸参数。 6、进行系统开发,开发了橡胶减振器静刚度计算系统、橡胶减振器动刚度计算系统、橡胶减振器结构优化设计系统。 |
| 作者： | 余天超 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 孙永厚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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