本文關(guān)鍵詞：裝載機(jī)減振分析及動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)力總成 懸置系統(tǒng) 隔振分析 能量解耦 優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：隨著技術(shù)水平的提高,工程機(jī)械的作業(yè)能力不再是評(píng)判機(jī)械設(shè)備的唯一指標(biāo),其振動(dòng)與噪聲水平成為能否被市場認(rèn)可的首要條件。動(dòng)力總成作為車輛主要的振動(dòng)激勵(lì)源,通過懸置安裝在車架上,其工作過程中的不平衡慣性力及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)通過車架傳遞到駕駛室,對整車的舒適性影響較大。設(shè)計(jì)合理的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)可以有效減少振動(dòng)向車架及駕駛室的傳遞,還可以避免零部件因振動(dòng)過大帶來的過早損壞問題。本文針對某型號(hào)裝載機(jī)定置狀態(tài)下振動(dòng)過大的問題進(jìn)行了研究,通過試驗(yàn)測試發(fā)現(xiàn),動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)在多個(gè)轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生了共振,且懸置隔振率不高,需要對動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀,掌握了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及隔振分析方法,運(yùn)用拉格朗日法建立了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的六自由度模型。根據(jù)此動(dòng)力學(xué)模型,分析得到動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)固有頻率特性、能量解耦率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的計(jì)算方法。試驗(yàn)獲取了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的基本參數(shù),包括：動(dòng)力總成的質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及慣性積,懸置的安裝位置、安裝角度及剛度值。根據(jù)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,基于MATLAB軟件編制了懸置系統(tǒng)模態(tài)計(jì)算程序,并與多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS進(jìn)行了對比,計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠,分析得出動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向。以懸置安裝參數(shù)為優(yōu)化變量,六自由度能量解耦率及懸置處動(dòng)反力幅值最小為目標(biāo)函數(shù),建立了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化模型。在優(yōu)化模型基礎(chǔ)上,基于MATLAB/GUI平臺(tái)編制了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,優(yōu)化算法采用序列二次規(guī)劃算法和遺傳算法,可以實(shí)現(xiàn)懸置系統(tǒng)的模態(tài)計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析三方面功能。采用所編制的優(yōu)化軟件,對該型號(hào)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對比兩種優(yōu)化算法得到的解耦方案,遺傳算法作為一種全局優(yōu)化算法,其模態(tài)解耦結(jié)果要優(yōu)于序列二次規(guī)劃算法,所以將遺傳算法優(yōu)化后的懸置剛度值作為最終設(shè)計(jì)方案。試驗(yàn)測試了優(yōu)化后懸置處振動(dòng)情況,將優(yōu)化前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,優(yōu)化后車架及駕駛室支座加速度均小于優(yōu)化前,且懸置系統(tǒng)共振減少,顯著提升了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的隔振性能。
[Abstract]:With the improvement of technical level, the working ability of construction machinery is no longer the only index to judge mechanical equipment. The level of vibration and noise is the most important condition to be recognized by the market. As the main vibration source of the vehicle, the powertrain is mounted on the frame by mounting. The unbalanced inertia force and torque ripple are transmitted to the cab through the frame. It has a great influence on the comfort of the whole vehicle. A reasonably designed powertrain mount system can effectively reduce the transmission of vibration to the frame and cab. It can also avoid premature damage caused by excessive vibration. In this paper, the problem of excessive vibration in a certain type of loader is studied, and the experimental results are found. The mount system of powertrain has resonance at multiple rotational speeds, and the mount isolation rate is not high, so it is necessary to optimize the design of powertrain mount system. The design idea and vibration isolation analysis method of powertrain mount system are grasped, and the six degree of freedom model of power assembly mount system is established by using Lagrange method. The natural frequency characteristic, the energy decoupling rate and the dynamic response characteristic of the powertrain mount system are analyzed. The basic parameters of the powertrain mount system are obtained by experiments, including the mass center position of the powertrain. The moment of inertia and inertia product, mounting position, mounting angle and stiffness value. According to the dynamic model of powertrain mount system, the modal calculation program of mount system is compiled based on MATLAB software. And compared with the multi-body dynamics software ADAMS, the calculation results are accurate and reliable, and the direction of optimal design of the powertrain mount system is obtained. The mounting parameters are taken as the optimization variables. The energy decoupling rate of six degrees of freedom and the minimum amplitude of the dynamic reaction force at the mount are the objective functions, and the optimization model of the powertrain mount system is established. Based on MATLAB/GUI platform, the optimal design software of powertrain mount system is developed. The optimization algorithm adopts sequential quadratic programming algorithm and genetic algorithm, which can realize the modal calculation of the mount system. Optimization design and dynamic response analysis are used to optimize the design of this type of powertrain mount system. The decoupling schemes obtained by the two optimization algorithms are compared. As a global optimization algorithm, genetic algorithm (GA) has better modal decoupling results than sequential quadratic programming (SQP). So the optimization of the genetic algorithm after the mount stiffness as the final design scheme. Test the vibration of the optimized mount, and compare the test data before and after the optimization. The acceleration of the frame and cab support after optimization is lower than that before the optimization, and the resonance of the mounting system is reduced, which improves the vibration isolation performance of the powertrain mount system.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH243

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本文編號(hào)：1377270