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動(dòng)力總成剛?cè)狁詈想p層隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

發(fā)布時(shí)間:2017-10-30 10:50

  本文關(guān)鍵詞:動(dòng)力總成剛?cè)狁詈想p層隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析


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【摘要】:內(nèi)燃動(dòng)車(chē)憑借其成本低、靈活方便、安全可靠、運(yùn)用不受地域限制的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于客流量較小、不適合發(fā)展電氣化的支線運(yùn)輸以及欠發(fā)達(dá)地區(qū)。它通常采用動(dòng)力總成(動(dòng)力包)作為動(dòng)力源,系統(tǒng)振動(dòng)具有多振源、寬頻帶、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)。為減小系統(tǒng)振動(dòng)、提高乘坐舒適性,動(dòng)力總成通常采用雙層隔振系統(tǒng),并以多剛體模型優(yōu)化設(shè)計(jì)為主,忽略了部件柔性對(duì)系統(tǒng)隔振性能的影響。為定量分析中間構(gòu)架柔性對(duì)動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)隔振特性的影響規(guī)律,探究隔振器參數(shù)(剛度、阻尼)變化對(duì)系統(tǒng)隔振特性的影響,解決動(dòng)力總成啟停工況振動(dòng)過(guò)大以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的車(chē)體地板振動(dòng)問(wèn)題,完善傳統(tǒng)多剛體模型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,指導(dǎo)雙層隔振系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),建立了考慮中間構(gòu)架柔性的多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析。首先,建立了含子系統(tǒng)的動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,總結(jié)了系統(tǒng)常用的隔振性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及各自?xún)?yōu)缺點(diǎn),介紹了系統(tǒng)的傳統(tǒng)多剛體模型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;然后,通過(guò)Hypermesh與ANSYS聯(lián)合仿真,建立了中間構(gòu)架的有限元模型,通過(guò)計(jì)算模態(tài)與試驗(yàn)?zāi)B(tài)對(duì)比,驗(yàn)證了有限元模型的正確性;在此基礎(chǔ)上,在ADAMS中建立了考慮中間構(gòu)架柔性的剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型以及將中間構(gòu)架視為剛體的多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,通過(guò)動(dòng)力總成模態(tài)測(cè)試對(duì)模型進(jìn)行了校驗(yàn);通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)計(jì)算,對(duì)比分析了中間構(gòu)架柔性對(duì)系統(tǒng)固有特性(模態(tài)頻率、振動(dòng)耦合能量)及響應(yīng)特性(部件振動(dòng)烈度、二級(jí)隔振器處動(dòng)反力以及振級(jí)落差)的影響;通過(guò)改變隔振器剛度和阻尼,全面分析了隔振器參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)隔振特性的影響;結(jié)合動(dòng)力總成試驗(yàn)過(guò)程中啟停工況振動(dòng)過(guò)大、結(jié)構(gòu)振動(dòng)引起的車(chē)體地板振動(dòng)以及傳統(tǒng)多剛體模型(參數(shù)化模型)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的不足,對(duì)動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)減振策略進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明:中間構(gòu)架柔性會(huì)使系統(tǒng)固有頻率及主模態(tài)方向解耦度減小,并使系統(tǒng)幅值響應(yīng)出現(xiàn)“移頻”、“增頻”現(xiàn)象,其中低頻段以“移頻”為主,高頻段以“增頻”為主,中頻段二者同時(shí)出現(xiàn);中間構(gòu)架柔性對(duì)機(jī)組振動(dòng)烈度幾乎無(wú)影響,但會(huì)使絕大多數(shù)工況下自身及附屬裝置的振動(dòng)烈度增大,二級(jí)隔振器處動(dòng)反力增加,一級(jí)隔振器垂向振級(jí)落差減;隔振器剛度和阻尼變化會(huì)對(duì)二級(jí)隔振器處的位移響應(yīng)頻譜及機(jī)組振動(dòng)烈度測(cè)點(diǎn)處的速度響應(yīng)頻譜產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響系統(tǒng)隔振性能;啟停工況采用大剛度,而在正常工況采用小剛度以及啟停工況和較低頻段采用大阻尼,而在較高頻段采用小阻尼的隔振方案,可以有效抑制機(jī)組啟停工況的振動(dòng)響應(yīng),并可對(duì)高頻段結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生很好的抑制作用;減小一級(jí)隔振器垂向剛度和二級(jí)隔振器任意方向剛度,可以顯著減小二級(jí)隔振器該方向的動(dòng)反力,控制結(jié)構(gòu)振動(dòng):除此之外,適當(dāng)減小一級(jí)隔振器阻尼,可以減小較高頻段二級(jí)隔振器處位移響應(yīng),控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)。相關(guān)結(jié)論對(duì)動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)模態(tài)匹配、動(dòng)力機(jī)組啟停工況振動(dòng)控制、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制具有指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】:動(dòng)力總成 雙層隔振 中間構(gòu)架 剛?cè)狁詈?/strong> 隔振特性 結(jié)構(gòu)振動(dòng) 模態(tài)匹配
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:U464.13
【目錄】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-12
  • 第1章 緒論12-17
  • 1.1 研究背景及意義12-13
  • 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
  • 1.2.1 典型隔振系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-15
  • 1.2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀15-16
  • 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
  • 第2章 動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)17-27
  • 2.1 動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型17-18
  • 2.2 動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)18-23
  • 2.2.1 系統(tǒng)的振動(dòng)耦合能量18-19
  • 2.2.2 振動(dòng)烈度19-20
  • 2.2.3 二級(jí)隔振處動(dòng)反力20
  • 2.2.4 力傳遞率20-22
  • 2.2.5 插入損失22
  • 2.2.6 傳遞損失22-23
  • 2.3 動(dòng)力總成傳統(tǒng)多剛體模型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法23-26
  • 2.3.1 優(yōu)化目標(biāo)23-24
  • 2.3.2 優(yōu)化方法24-25
  • 2.3.3 設(shè)計(jì)流程25-26
  • 2.4 本章小結(jié)26-27
  • 第3章 動(dòng)力總成多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模27-42
  • 3.1 動(dòng)力總成雙層隔振系統(tǒng)描述27-28
  • 3.2 中間構(gòu)架有限元建模及模態(tài)分析28-30
  • 3.2.1 中間構(gòu)架有限元建模28-29
  • 3.2.2 中間構(gòu)架模態(tài)分析29-30
  • 3.3 中間構(gòu)架有限元模型驗(yàn)證30-34
  • 3.4 動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模34-35
  • 3.4.1 導(dǎo)出中間構(gòu)架模態(tài)中性文件34
  • 3.4.2 動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模34-35
  • 3.5 動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證35-41
  • 3.5.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模態(tài)計(jì)算35-37
  • 3.5.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證37-41
  • 3.6 本章小結(jié)41-42
  • 第4章 動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析42-71
  • 4.1 中間構(gòu)架柔性對(duì)系統(tǒng)固有特性的影響42-45
  • 4.1.1 自由振動(dòng)分析42-44
  • 4.1.2 掃頻分析44-45
  • 4.2 中間構(gòu)架柔性對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)特性的影響45-53
  • 4.2.1 中間構(gòu)架柔性對(duì)機(jī)組振動(dòng)烈度的影響45-46
  • 4.2.2 中間構(gòu)架柔性對(duì)自身振動(dòng)烈度的影響46-48
  • 4.2.3 中間構(gòu)架柔性對(duì)空冷裝置振動(dòng)烈度的影響48-49
  • 4.2.4 中間構(gòu)架柔性對(duì)二級(jí)隔振器處動(dòng)反力的影響49-51
  • 4.2.5 中間構(gòu)架柔性對(duì)振級(jí)落差的影響51-53
  • 4.3 隔振器剛度變化對(duì)系統(tǒng)隔振特性的影響53-63
  • 4.3.1 一級(jí)隔振器剛度變化54-56
  • 4.3.2 二級(jí)隔振器剛度變化56-58
  • 4.3.3 一、級(jí)隔振器剛度同時(shí)變化58-61
  • 4.3.4 一級(jí)隔振器三向剛度變化61-62
  • 4.3.5 二級(jí)隔振器三向剛度變化62-63
  • 4.4 隔振器阻尼變化對(duì)系統(tǒng)隔振特性的影響63-69
  • 4.4.1 一級(jí)隔振器阻尼變化63-65
  • 4.4.2 二級(jí)隔振器阻尼變化65-67
  • 4.4.3 一、二級(jí)隔振器阻尼同時(shí)變化67-69
  • 4.5 本章小結(jié)69-71
  • 第5章 動(dòng)力總成剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)減振策略研究71-79
  • 5.1 機(jī)組啟停工況減振策略研究71-73
  • 5.1.1 問(wèn)題描述71-72
  • 5.1.2 控制策略72-73
  • 5.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制策略研究73-76
  • 5.2.1 問(wèn)題描述73-74
  • 5.2.2 控制策略74-76
  • 5.3 中間構(gòu)架模態(tài)匹配策略研究76-77
  • 5.3.1 問(wèn)題描述76
  • 5.3.2 控制策略76-77
  • 5.4 本章小結(jié)77-79
  • 結(jié)論與展望79-81
  • 致謝81-82
  • 參考文獻(xiàn)82-85
  • 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文85

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本文編號(hào):1117361



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