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原文传递基于磁流变技术汽车动力总成悬置系统优化设计

论文题名：	基于磁流变技术汽车动力总成悬置系统优化设计
关键词：	动力总成;发动机悬置;磁流变液体;隔振性能;半主动控制;优化设计
摘要：	近年来由于汽车行业的快速发展，大功率发动机、轻量化车身逐步成为汽车车型的发展主流，这也加剧了汽车车身振动。随着消费者对乘坐舒适性要求的提高，动力总成振动所引起的整车NVH的问题逐渐成为汽车设计过程中所要面临的主要问题。发动机悬置元件作为动力总成和汽车底盘的直接连接件在汽车隔振方面扮演着重要的角色。　　传统的悬置元件很难满足在宽频段内复杂的理想隔振要求，而智能材料的出现和发展为发动机隔振技术提供了广阔的发展前景，半主动/主动发动机悬置便在这样的技术背景下应运而生。　　磁流变液是20世纪中期被发现的新型智能材料，因其特有的磁流变效应迅速为工程领域所运用，其中包括机械、建筑、车辆以及医疗等。本文将磁流变技术和发动机隔振技术有机的结合，在已有的磁流变悬置基础上，对结构进行改进和优化，运用相应的半主动控制策略对悬置系统进行隔振特性的优化和分析。由于磁流变液特殊的流体特性，通过控制电流就能改变外加于流体的磁场强度，以此来改变磁流变液体的流动性，进而实现悬置动态特性的可控性。　　论文所做工作是针对磁流变悬置开发和隔振性能所进行的探索性研究，主要内容如下:论述发动机悬置理想隔振特性;介绍磁流变的发展现状及其商业化应用，以及半主动控制策略的研究状况。分析磁流变液的磁流变效应、剪切屈服应力与流变性能;设计一种新型结构磁流变发动机悬置，并对其结构和磁场分布进行优化分析，选取一最优设计方案;推导流动工作模式下液体阻尼与电流的关系表达式，对选取的设计方案构建数学模型，利用Matlab软件对隔振模型加载模糊控制策略，并将振动仿真结果和被动悬置的隔振特性仿真结果进行对比;利用Adams软件完成动力总成悬置系统的优化设计并运行模拟实验验证优化效果。　　本文核心部分以某现有磁流变减震器为基础，在原有的结构基础上，结合发动机隔振的要求对其结构进行重新设计。重新安排悬置器的直流线圈，并在Ansys软件中对新结构磁流变悬置器的磁场进行分析和优化。　　在磁流变悬置液力模型的基础上，推导其状态方程，并推导磁流变悬置动刚度和阻尼滞后角的频率变化特性表达式。应用相应软件对悬置低频动态特性进行仿真并进行参数化研究。运用模糊控制的方法对悬置系统进行半主动控制仿真，得到新型磁流变悬置的振动特性曲线，并与被动悬置系统进行对比分析。　　根据特定车型的各项参数，建立发动机——整车隔振系统模型，将新型磁流变悬置模型和整车模型联合仿真，完成解耦优化等工作，从车身加速度和振动传递率等方面来验证优化过程是否对提高隔振性能有积极的影响。　　结果表明，采用适合的控制方法后，磁流变悬置系统隔振性能得到较大改进，且动力总成-整车模型的解耦优化有效的提高了隔振性能。在一定程度上提高了整车的乘坐舒适性。
作者：	严友
专业：	车辆工程
导师：	潘公宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文