汽车发动机悬置系统设计
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内燃机作为一种高效的动力源广泛应用在各种形式的车辆上,内燃机在提供动力的同时也会产生强烈的振动和噪声,影响了车辆的乘坐舒适性和行驶安全性。因此设计最佳化的动力总成悬置系统,有效隔离发动机振动向车体的传递就显得意义重大。动力总成悬置系统的设计是个复杂的过程,需要进行反复的理论分析和实验测试,会耗费大量的时间和成本。若能在设计中采用一款比较成熟的仿真软件来真实模拟发动机的振动状况,则可以减少实验的次数,降低成本和提高效率。AVL Excite是奥地利AVL公司开发的一款发动机动力仿真软件,本文针对YC6L柴油机的台架隔振系统,探讨了采用AVL Excite软件进行隔振效果分析的过程。完成的工作主要包括以下几个方面:1、YC6L直列式六缸柴油机的激励源分析,分析了使发动机产生整机振动的主要干扰力的种类、大小、作用方向和激励频率;2、测量了发动机的整机振动状况,为与仿真结果进行比较提供了依据;3、测量了YC6L柴油机隔振系统所用橡胶悬置的静态特性和动态特性;4、划分机体和曲轴的有限元网格,确定主自由度节点,在Ansys中进行了子结构缩减,并将缩减结果文件导入到Excite中。在Excite中建立了发动机隔振系统的模型,进行了仿真计算。将仿真结果与实测结果进行了对比,对各种影响因素进行了分析;5、以发动机悬置系统解耦理论为基础,结合优化设计手段,对YC6L的橡胶悬置的刚度参数进行了优化,并将优化后的参数代入Excite进行了仿真,对比分析了优化前后的效果。通过以Excite为基础对整个设计过程的模拟可以发现Excite是一款比较出色的悬置设计软件,是进行悬置系统设计的有力工具。通过对各个因素的敏感性分析,找出了影响发动机悬置系统性能的主要因素,一方面为进行更准确的模拟仿真提供了借鉴,另一方面为改善发动机悬置系统的隔振性能提供了思路。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5-6页 |
第1章 绪论 | 第10-18页 |
1.1 研究的目的与意义 | 第10-11页 |
1.2 国内外发展现状 | 第11-16页 |
1.2.1 悬置元件的发展概况 | 第11-14页 |
1.2.2 悬置系统设计的发展概况 | 第14-16页 |
1.2.3 国内悬置设计的发展状况 | 第16页 |
1.3 本文研究的主要内容 | 第16-18页 |
第2章 发动机悬置系统设计理论 | 第18-34页 |
2.1 单自由隔振模型 | 第18-20页 |
2.2 发动机刚体六自由度振动理论 | 第20-26页 |
2.2.1 六自由度术语介绍 | 第21页 |
2.2.2 发动机悬置系统运动微分方程的建立 | 第21-23页 |
2.2.3 发动机悬置系统质量矩阵和刚度矩阵 | 第23-25页 |
2.2.4 系统的固有频率和振型 | 第25-26页 |
2.3 发动机悬置系统的解耦设计 | 第26-34页 |
2.3.1 发动机悬置系统完全解耦的条件 | 第27-28页 |
2.3.2 常用的解耦方法 | 第28-32页 |
2.3.3 其它的一些设计原则 | 第32-34页 |
第3章 YC6L柴油机受力分析 | 第34-45页 |
3.1 单缸机不平衡性分析 | 第34-36页 |
3.1.1 缸内气体压力 | 第34-35页 |
3.1.2 往复惯性力 | 第35-36页 |
3.1.3 旋转惯性力 | 第36页 |
3.2 直列式多缸机不平衡性分析 | 第36-38页 |
3.2.1 不平衡的往复惯性力和往复惯性力矩 | 第36-37页 |
3.2.2 不平衡的离心力和离心惯性力矩 | 第37-38页 |
3.2.3 不平衡的倾覆力矩 | 第38页 |
3.3 YC6L柴油机不平衡性分析 | 第38-45页 |
3.3.1 不平衡的往复惯性力和往复惯性力矩 | 第39页 |
3.3.2 不平衡的离心力和离心惯性力矩分析 | 第39页 |
3.3.3 不平衡的倾覆力矩分析 | 第39-44页 |
3.3.4 曲轴内弯矩 | 第44-45页 |
第4章 橡胶悬置静态特性和动态特性测试 | 第45-54页 |
4.1 橡胶隔振器特性理论分析 | 第45-46页 |
4.2 橡胶悬置静刚度的测量 | 第46-48页 |
4.2.1 实验目的 | 第46页 |
4.2.2 实验依据 | 第46页 |
4.2.3 实验设备 | 第46-47页 |
4.2.4 实验步骤 | 第47页 |
4.2.5 实验结果 | 第47-48页 |
4.3 橡胶悬置动态特性测试 | 第48-54页 |
4.3.1 实验目的 | 第48页 |
4.3.2 实验依据 | 第48-49页 |
4.3.3 测试原理 | 第49页 |
4.3.4 测试台架设计 | 第49-50页 |
4.3.5 实验步骤 | 第50页 |
4.3.6 实验结果 | 第50-51页 |
4.3.7 悬置竖直方向动态特性拟合结果拟合 | 第51-52页 |
4.3.8 影响结果精度的因素分析 | 第52页 |
4.3.9 悬置水平方向动态特性估算 | 第52-54页 |
第5章 Excite仿真分析 | 第54-66页 |
5.1 Excite软件介绍 | 第54-56页 |
5.2 Excite整机振动仿真 | 第56-66页 |
5.2.1 机体曲轴有限元网格划分 | 第56页 |
5.2.2 有限元模型的缩减 | 第56-60页 |
5.2.3 Excite中结构组尼的处理 | 第60-61页 |
5.2.4 曲轴模态分析及一阶扭振频率的获取 | 第61页 |
5.2.5 外部载荷的调入 | 第61-62页 |
5.2.6 整机振动仿真 | 第62-66页 |
第6章 YC6L整机振动实测分析 | 第66-77页 |
6.1 实验目的 | 第66页 |
6.2 待测量及测试仪器 | 第66-67页 |
6.3 测点位置的选择 | 第67页 |
6.4 测量工况的选取 | 第67-68页 |
6.5 测试步骤 | 第68页 |
6.6 测试结果及分析 | 第68-77页 |
第7章 仿真与实测结果对比分析及影响因素研究 | 第77-91页 |
7.1 仿真结果与实测结果对比分析 | 第77-78页 |
7.2 影响因素研究 | 第78-91页 |
7.2.1 影响因素概述 | 第78-80页 |
7.2.2 影响因素仿真分析 | 第80-91页 |
第8章 发动机悬置系统的优化设计 | 第91-97页 |
8.1 发动机悬置系统基本参数 | 第91-94页 |
8.1.1 发动机基本参数 | 第91-92页 |
8.1.2 悬置参数 | 第92-93页 |
8.1.3 发动机悬置系统固有特性 | 第93-94页 |
8.2 优化设计 | 第94-97页 |
第9章 总结及展望 | 第97-99页 |
9.1 结论 | 第97页 |
9.2 展望 | 第97-99页 |
参考文献 | 第99-102页 |
致谢 | 第102-103页 |
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研情况 | 第103页 |
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ABS1941561,这篇论文共103页
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