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原文传递汽车驱动后桥NVH分析及优化

论文题名：	汽车驱动后桥NVH分析及优化
关键词：	汽车驱动后桥;NVH技术;受力分配;拓扑优化;噪声辐射
摘要：	随着车身NVH技术的发展，底盘NVH问题凸显出来。驱动后桥作为动力传动系统的重要组成部分，不仅承受着发动机传过来的激励，还受簧上质量的弯曲与扭动以及路面传来的激励影响，同时驱动后桥本身在运转过程中也产生不平衡的冲击。所以既是激励源又作为传递路径，NVH问题显得非常重要，也相当复杂。本文针对某车型后桥在43km/h匀速直线工况下噪声过大的问题，对驱动桥NVH问题进行了相应的分析及优化。　　通过前期的相关分析，得到该后桥噪声较大问题是后桥本身引起的。本文对后桥内部激励源进行了分析，结合前人的研究经验，发现后桥主减速器齿轮啮合产生的振动冲击较大，传至桥壳产生振动引起的辐射噪声较大。文中不考虑后桥运转过程对受力分配的影响，先对齿轮的啮合进行受力分析，然后对齿轮安装轴进行受力分析，以主动齿轮圆周力为单位1N，得到齿轮安装轴轴承受力分配比。接着对桥壳进行模态分析，对比主要振型模态频率与啮合频率，发现后桥在该工况下振动噪声较大的主要原因是主减速器的啮合频率与桥壳的第三阶模态频率均为277Hz，产生了耦合共振。最后以各个轴承受力为激励计算得到桥壳振动响应。　　将振动响应映射到边界元网格上作为边界条件，利用直接边界元法对桥壳进行声辐射分析，得到了主要模态振型频率下的辐射声场分布及大小，主要辐射区域为主减速器壳、桥弓、以及后盖，在277Hz频率点处桥壳表面声场处声压级较大，最大声压级达了69.9dB。在主减速器齿轮啮合处定义了一点声源，在桥壳中心正前、正后、正左、正右250mm处建立点集场点，计算桥壳的隔声量，得到最少隔声量为18dB，说明主减速器齿轮啮合的噪声能够很好的被桥壳隔离。　　以主减速器壳、桥弓、后盖等主要的声辐射区域作为设计变量空间，分别基于模态和振动响应进行结构的拓扑优化。由于模态不能避免，只能改变频率，并且低速工况对应着低的啮合频率，通过对第三阶模态频率进行降低，对根据拓扑优化改进的桥壳结构进行相应的验证分析，无论是振动响应还是辐射噪声都有一定程度的降低。在实际的低速工况下，由于啮合冲击力的减少，效果会更加明显。　　本文通过对后桥内部齿轮及齿轮轴进行受力分析，用单位1N的主减速器齿轮圆周力进行计算得到轴承载荷，不强求得出实际的噪声辐射，但对最后的优化没有任何影响，省去了复杂的软件分析，避免了软件分析中出现的模型误差。利用拓扑优化指导结构更改，避免了优化的盲目性，取得了较好的效果。本文整个研究方法对其他后桥的分析也有一定的参考价值。
作者：	钱汪焘
专业：	车辆工程
导师：	成艾国;韦勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文