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乘用车排气系统悬挂位置设计及隔振控制研究
| 论文题名： | 乘用车排气系统悬挂位置设计及隔振控制研究 |
| 关键词： | 乘用车;排气系统;振动特性;悬挂点布置;数值模态分析;有限元分析;隔振控制 |
| 摘要： | 由于全球车辆保有量的逐渐上升，汽车排放及噪声给人们居住环境造成了严重污染。在汽车的各个组成部分中，发动机总成是汽车排放和噪声的主要源头，而排气系统对于控制发动机传递来的尾气及噪声有着重要作用。车辆运行时，排气系统承受来自发动机的周期性动载荷，引起排气系统振动从而影响系统结构件以及橡胶吊耳的疲劳寿命及可靠性，同时，周期性振动通过排气系统挂钩和橡胶悬挂传递到车体，影响车身结构的噪声振动平顺性(NVH)性能指标，因此有必要对排气系统振动特性进行分析与优化。 通过模态分析可以得到排气系统的频率和振型，可以为排气系统结构系统振动性分析，其振动故障诊断和预报以及结构动力特性优化设计提供依据。模态分析可分为数值模态分析和实验模态分析。本文采用数值模态分析和实验模态相结合的方法对排气系统进行分析，一方面可准确获得模态参数，另外也可以验证有限元模型的准确性。采用模态分析考查整个排气系统的固有频率是否与发动机怠速激励频率及车体固有模态错开，进而避免产生共振。 本文以某乘用车排气系统为研究对象，以Hypermesh和ANSYS有限元分析软件为工具，首先对排气系统各子部件进行有限元模型搭建，其中详细对比分析消声器不同简化方式对壳体模态的影响，最后本研究的消声器采用了与实际情况较符合的简化方式，模态实验的结果与仿真结果比较吻合，表明此种方式的有限元模型是合理的。用平均驱动自由度位移ADDOFD的方法对排气系统的挂钩位置作了设计和调整，并采用静力，约束模态及动力分析进行验证计算。计算结果表明，调整后的排气系统受力更加均匀，避开了发动机怠速激励频率范围，传递到车身的动态响应力也得到改善。利用正交设计的方法设计橡胶吊耳动刚度的搭配方案，并进行静力和动力计算，找出了最优化的方案，而且此方案的橡胶隔振系统的传递力也得到改进。 本文采用的悬挂点设计的理论方法相对于传统更准确方便，本文提出的挂钩和吊耳隔振性能评价方法，对于检验设计挂钩结构及橡胶隔振系统的性能有一定的工程参考价值，它对于指导解决开发设计初期排气系统振动及提高整车舒适性有重要的作用。 |
| 作者： | 田静 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 颜伏伍;刘志恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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