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原文传递计及弹性基础的动力总成悬置系统特性分析与解耦研究

论文题名：	计及弹性基础的动力总成悬置系统特性分析与解耦研究
关键词：	汽车工程;动力总成悬置系统;扭矩轴解耦;弹性基础;耦合矩阵;稳健性优化
摘要：	动力总成悬置系统作为发动机和车身之间的隔振系统，其解耦效果影响整车的NVH(Noise，Vibration，Harshness)性能。设计合理的悬置系统既能有效隔离动力总成振动向弹性基础(如车架或车身)的传递，又能减小路面和车轮激励对整车振动产生的不良影响，改善汽车的乘坐舒适性并且还可以延长发动机与其它部件的使用寿命。在综述悬置系统的研究现状及其存在问题的基础上，本文从动力总成悬置系统的解耦角度出发，考虑弹性基础影响，对动力总成在不同布置形式(横置和纵置)以及不同的悬置元件(橡胶、液压以及主动悬置)下的扭矩轴解耦方法进行了理论分析和试验研究，具体内容包括以下几个方面：　　(1)分析了动力总成悬置系统和弹性基础间相互影响的耦合作用，根据系统所受的力以及各悬置在各系统坐标系中相对于质心的位置矩阵，提出了具有通用性的建模法，分别建立了动力总成悬置系统以及弹性基础悬置系统的非耦合模型，以及两者耦合作用的模型。通过本文建模法计算的同有频率与参考文献的数据对比，对建模方法进行了验证。　　(2)根据耦合系统的模态特性和扭矩轴(TRA)解耦定理，分别提出了计及弹性基础影响的动力总成橡胶悬置系统在比例阻尼和非比例阻尼影响下，实现TRA方向上完全解耦的条件，并分别从频响函数和脉冲响应对满足提出的新的解耦条件的悬置系统进行了验证，结果表明：满足所提出的解耦条件，能够实现动力总成橡胶悬置系统在弹性基础影响下TRA方向上的完全解耦。　　(3)针对以往解耦方法忽略刚度和阻尼的频变特性的不足，建立了液压悬置的近似线性模型，并将其放入动力总成以及弹性基础系统中，建立了3者相互耦合作用的近似线性模型。提出了动态响应解耦度的概念，分别从动态响应解耦度和耦合矩阵的特性两个方面，提出了动力总成悬置系统在计及液压悬置和弹性基础影响下，在TRA方向上完全解耦的新条件；并对建模方法和解耦效果进行了仿真和试验研究。　　(4)针对具有动特性的系统模态分析困难的问题，提出了在阻尼满足一定条件下，根据耦合矩阵的特征值和特征向量特性计算耦合系统和各非耦合子系统的固有频率和振型的一种新方法－耦合矩阵法，并对此方法进行了验证。　　(5)建立了主动悬置的近似线性模型及弹性基础－动力总成主动悬置系统的耦合模型，并对耦合系统的模态和响应特性以及主动悬置的参数进行了灵敏度分析。针对悬置系统参数的不确定性，分别从基于Kriging模型的Monte Carlo法和区间分析法两种方法，建立了考虑弹性基础的动力总成主动悬置系统的稳健分析模型，应用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)，对主动悬置系统参数进行了稳健性优化设计，并对优化结果进行了分析和仿真验证，表明解耦方法的有效性。
作者：	胡金芳
专业：	车辆工程
导师：	陈无畏
授予学位：	博士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文