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原文传递汽车发动机动力总成与磁流变液压悬置的隔振性能联合仿真分析

论文题名：	汽车发动机动力总成与磁流变液压悬置的隔振性能联合仿真分析
关键词：	动力总成;联合仿真;磁流变液压悬置;动特性;流固耦合;汽车发动机;隔振性能
摘要：	随着国内经济的快速发展,私家车的拥有量也急剧增加。如今驾驶员不仅对汽车的动力性、安全性、操控性以及造型有着个性化的要求,而且对汽车的NVH(Noise噪声、Vibration振动、Harshness声振粗糙度)性能也越来越看重。这就需要具有良好的动力总成悬置来隔绝发动机与地面的激励。　　本文结合与某公司共同合作的磁流变液压悬置开发的横向课题研究需要,在已有研究成果的基础上,基于SIMULINK联合仿真平台,建立汽车发动机动力总成与磁流变液压悬置联合仿真模型,并分析其振动情况,这就将单个悬置的结构设计放在了汽车发动机动力总成隔振系统这个更大系统中来加以考虑,即在零部件设计的初期就考虑到它未来在整个系统中的性能发挥,一切为系统性能最佳服务,这就是系统设计的思想,也是本文的学术理论意义所在。在这种思想的指导下,本文具体研究了以下主要内容: 　　首先,本文研究磁流变液压悬置的力学模型和及其动态特性表示方法,并在此基础上编写MATLAB参数仿真程序来模拟磁流变液压悬置的动态特性。同时,在MTS试验台上对磁流变液压悬置样件做动态特性试验,得到了悬置动刚度和阻尼滞后角的曲线图,利用实测结果与通过程序模拟出来的悬置动态特性作比较,证明了0~100Hz中低频内应用 MATLAB函数仿真悬置动态特性的可行性和正确性。　　其次,建立了中低频(0~100Hz)动力总成与磁流变液压悬置联合仿真系统,应用广义力和轴套力叠加的方法来模拟磁流变液悬置的非线性特性,解决了传统模拟悬置时的轴套力不能使用变量参数定义刚度和阻尼系数的问题。　　为弥补MATLAB参数仿真在模拟100~200Hz高频区内磁流变液压悬置动态特性的不足,本文引入流固耦合有限元分析技术,对磁流变液压悬置在高频区间内的动态特性进行了仿真,并对比MTS台架试验数据,证明了有限元分析的正确性,并提出了在高频激振区间内建立高频激励下汽车发动机动力总与磁流变液压悬置的联合仿真模型的初步构想,供后续的研究者参考。　　最后,由于汽车发动机大部分时间处于0~100Hz激励区间,故在中低频激励下汽车发动机动力总成与磁流变液压悬置联合仿真模型的基础上,分析了发动机在不同工况下(包括低速,怠速,中速,高速,连续加速等)动力总成悬置的隔振性能。分析了磁流变液压悬置的结构参数对动力总成振动情况的影响,总结出了相关规律,并以此为依据对磁流变液压悬置的怠速隔振性能进行了优化。　　概括起来,本文涉及到“三种对比,两点创新,两项优化"。　　“三种对比”,即磁流变液压悬置与普通橡胶悬置隔振性能的对比;磁流变液压悬置的动态特性参数仿真结果与在MTS台架试验所获实测数据的对比;磁流变液压悬置动态特性有限元仿真模拟结果与在MTS台架试验所获数据的对比。　　“两点创新”,即首次应用广义力和轴套力的叠加方式模拟磁流变液压悬置动态特性的非线性;首次将流固耦合有限元技术以命令流和批处理的方式应用到汽车发动机动力总与磁流变液压悬置成联合仿真中,拓展了磁流变液压悬置的研究方法,丰富了有限元分析与多体动力学联合仿真的实际应用。　　“两项优化”,即对发动机怠速时磁流变液压悬置的隔振性能进行了优化;引入流固耦合有限分析对原有中低频的联合仿真系统进行了进一步的优化。
作者：	王哲
专业：	机械设计及理论
导师：	李俊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文