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原文传递扭振激励下的车内噪声产生机理及多级减振器参数设计

论文题名：	扭振激励下的车内噪声产生机理及多级减振器参数设计
关键词：	微型汽车;振动噪声;减振器;参数设计;扭振激励
摘要：	微型车以其体积小、操控灵活、价格低廉、实用性强、能耗小等优点备受消费者青睐。微型汽车自身特点、汽车的轻量化趋势、人们对舒适性要求的增长和国家有关法规日趋严格等因素，使得微型车的振动噪声问题越发被人们所重视，如前置后驱车上普遍存在的不明机理的车内轰鸣声问题，严重影响车辆的NVH性能，相关机理和控制方法亟待深入研究。　　本文以某前置后驱式微型车为对象，对车内轰鸣声问题的产生原因和多级减振器设计方法做了深入研究。　　针对传感器工作间隙变化引起的扭振测试误差的量化计算问题，首先推导传感器工作间隙变化情况下的统一形式的电压和瞬时转速表达式。然后阐明传感器工作间隙变化引起瞬时转速测量误差的机理，并研究瞬时转速误差影响规律和特性。研究表明，通过瞬时转速表达式可定量计算出误差大小，得出了误差信号的频率特性，成功地解决了扭振实验误差定量计算问题。最后提出了基于最优基准电压的调幅误差消除方法，并进行仿真验证。　　综合运用实验、理论和仿真分析方法，对车内轰鸣声产生机理进行分析。首先，对整车进行包含传动系扭振、整车振动和车内噪声在内的整车NVH实验，综合运用传递路径和模态实验方法，分析引起车内轰鸣声的振动的激振力来源、传递路径和峰值产生原因。将时频相干分析方法，引入车内噪声研究中，用于定量评价传动系扭振和车内噪声关联程度的大小，进一步验证激振力传递路径。然后，提出通过主减速器齿轮啮合反力方式实现动力传动系扭转振动到整车振动的新耦合机理。最后，通过传动系和整车耦合的多体动力学模型，证明传动系扭转激励能够通过齿轮啮合反力的方式加载于整车振动系统上，且该新耦合机理是整车振动系统激振力的主要来源。　　针对单模态共振引起的振动问题，首先推导了单模态等效系统上安装并联和串联多级减振器时的运动方程，并求解得到主系统和减振器系统参数分离的无量纲化动力放大系数，研究了各减振器参数的大小和分布对动力放大系数的影响规律，对工程问题分析具有指导意义。然后用序列二次规划(SQP)和人工筛选相结合的方法对多级减振器进行参数设计，得到包含级数的最优减振器参数。同时还用级数l=1的优化结果与单级减振器动力放大系数解析表达式得到的最优解对比，证明了推导的正确性。计算了安装最优减振器后的系统强迫振动响应，结果表明，针对单模态的设计方法得到的多级减振器，减振效果优于单级减振器。　　针对具有宽频带和多目标特性的车内噪声控制问题，首先提出用加装传动系扭振减振器方法实现车内噪声控制的新思路，并进行了实验分析，结果表明，该思路可行。推导基于响应的任意连接点多级减振器系统的运动方程和无量纲化的动力放大系数。然后用序列二次规划(SQP)和人工筛选相结合的方法对多级减振器进行参数设计。同时讨论了不同设计方法得到的多级减振器的作用频带，结果表明基于响应的设计方法可用于解决宽频带振动控制问题。最后，建立多目标优化模型，运用多目标遗传算法计算得到最优多级减振器参数，使得各目标都取得了良好的控制效果。　　通过上述研究，扭振测试误差的量化计算方法，为测试精度评估和标准制定提供了理论依据。发现的基于主减速器齿轮啮合力的扭振和整车振动耦合机理，很好地解释了车内轰鸣声产生原因，为控制方案的制定提供了依据。多级减振器的研究进一步完善了其理论体系。基于响应的多级减振器设计方法，能够解决宽频带振动控制问题。
作者：	王媛文
专业：	车辆工程
导师：	董大伟
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文