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发动机悬置系统设计优化及悬置元件结构特性分析
| 论文题名： | 发动机悬置系统设计优化及悬置元件结构特性分析 |
| 关键词： | 发动机;悬置系统;优化设计;悬置元件结构;迭代算法;疲劳强度 |
| 摘要： | 发动机悬置系统作为隔离和衰减发动机与底盘或车架之间振动传递的关键零部件，其设计好坏对整车NVH性能的影响不言而喻。本文从悬置系统的设计优化入手，以求降低整车的振动噪声水平，提高车辆驾乘的舒适性。 通过建立发动机悬置系统在扭矩轴坐标系下的6自由度振动分析模型，采用Matlab编制的程序模块计算了某款发动机悬置系统的振动固有频率和能量解耦率，发现原有悬置系统设计方案的不合理之处。为了使悬置系统的能量解耦率和固有频率满足设计要求，采用Matlab和Isight软件集成的方式对悬置的安装方位、刚度和刚度比率进行了优化设计。 悬置系统设计除了要求性能满足设计目标，还必须保证系统稳健、可靠，尽可能降低悬置刚度的波动造成系统失效的潜在风险。所以，采用蒙特卡罗模拟方法对优化后的设计方案进行了稳健性分析。为了提高设计的稳健性，以悬置刚度为随机变量，采用6Sigma优化方法对悬置系统进行了稳健设计。 悬置系统除了隔振外，还必须满足汽车在一系列行驶工况下，对动力总成在整车各个方向上运动位移的限制，从而保证动力总成与周边零部件不发生动态干涉和磕碰。为了满足上述要求，悬置的刚度通常设计为非线性。采用5段线性段近似拟合悬置的非线性刚度，提出一种新的计算动力总成运动位移和悬置点受力的迭代算法。并以某款悬置系统为计算实例，将Matlab编程计算结果与Adams软件仿真分析结果进行对比，验证了算法的准确性和计算精度。 悬置系统设计同时也要求悬置支架动刚度、模态和强度满足一定要求，采用通用有限元软件Abaqus分析了某悬置支架的动刚度、模态和静强度。基于Haigh疲劳极限图理论，采用Matlab编写了支架疲劳强度计算通用模块，对支架的疲劳强度进行了分析，并使用Femfat软件验证了计算程序的准确性。最后，采用被广泛使用的Mooney-Rivlin模型表征橡胶材料的本构关系，运用Abaqus软件对某橡胶软垫的静刚度和刚度比率进行了分析。 |
| 作者： | 童东红 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 郝志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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