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某皮卡车异常振动的故障分析与结构优化研究
| 论文题名： | 某皮卡车异常振动的故障分析与结构优化研究 |
| 关键词： | 异常振动;模态匹配;结构优化;故障分析;车架试验 |
| 摘要： | 汽车NVH性能已经成为评价汽车品质最核心的指标。使用过程中，异常振动是严重影响汽车NVH性能的主要问题之一。实际工程中，针对汽车异常振动问题，主要是靠经验丰富的工程师根据问题的特征、现象进行有目的的测试、分析，以准确定位异常振动的原因，进而对汽车结构进行整改，以达到避频解耦、消除振动的目的。汽车的异常振动问题不仅对汽车的使用性能和使用寿命造成很大的影响，也给使用者带来精神和经济上的附加压力，有损相关车企的品牌形象和市场竞争力。所以，针对汽车异常振动相关NVH问题的系统解决十分重要。基于仿真与测试相结合的技术路线，本文针对样车特定车速下的异常振动问题主要进行了整车道路振动测试和车架仿真优化研究。 首先，基于“振源—传递路径—接受者”的振动模型对汽车主要激励源的激振原理、振动传递路径和激振现象进行理论分析;然后，对样车进行整车道路行驶振动试验，通过时域和频域两个方面的数据分析确定样车异常振动的激励源是车轮总成;基于车身/车轮总成偏频试验、车身/车架模态试验确定振动传递路径为:车轮—车架—车身;所以，样车特定车速下异常振动的原因是样车故障车速下的车轮转动频率与车轮总成的偏频、车架一阶弯曲固有频率发生了耦合，导致振动由车轮产生，经车架放大后向车身各部分传递;接着，基于对异常振动原因的准确定位，本文从改善振动传递路径的角度对车架进行有限元建模与静动态仿真分析，对比车架试验与仿真模态参数以验证模型的准确性。根据模态匹配基本原则与车架模态频率分布情况对车架子系统进行模态匹配策略研究。进而，对车架有限元模型进行试验设计与Kriging近似模型拟合，利用近似模型对车架进行基于多目标遗传算法的结构优化研究。最后，根据结构优化结果制作车架样件并装配到原样车，对比优化前后样车道路行驶振动测试分析结果验证了优化方案的有效性。优化方案不仅解决了样车特定车速下的异常振动问题，也实现了车架的刚度优化与轻量化设计。 |
| 作者： | 邓书朝 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈无畏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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