動(dòng)力總成懸置與懸置支架的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-02-15 08:28
動(dòng)力總成懸置作為底盤(pán)部件,具有支承動(dòng)力總成、緩沖、減振與降噪等作用,對(duì)整車(chē)舒適性具有重要影響。本文以某款車(chē)型動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)為對(duì)象展開(kāi)對(duì)懸置與懸置支架的設(shè)計(jì)方法研究,主要工作如下:(1)建立了動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)模型。將不同工況下施加在動(dòng)力總成質(zhì)心處的載荷作為輸入,計(jì)算得到懸置的載荷。采用迭代計(jì)算的方式調(diào)整懸置非線性剛度實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力總成質(zhì)心的位移控制設(shè)計(jì)。計(jì)算結(jié)果為懸置與懸置支架設(shè)計(jì)提供依據(jù)。(2)懸置力-位移特性設(shè)計(jì)。以懸置系統(tǒng)位移控制設(shè)計(jì)結(jié)果為目標(biāo)設(shè)計(jì)了左懸置和右懸置三個(gè)主剛度方向的力-位移特性。根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)完成了懸置的選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),左懸置為壓縮型懸置,右懸置為復(fù)合型懸置。提出了采用正交試驗(yàn)結(jié)合方差分析研究不同撞塊設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)撞塊剛度特性的影響的設(shè)計(jì)方法。(3)懸置支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。根據(jù)懸置系統(tǒng)布置空間以及懸置結(jié)構(gòu)等因素設(shè)計(jì)了懸置支架結(jié)構(gòu)。根據(jù)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求與不同支架模型應(yīng)力失效預(yù)測(cè)結(jié)果,對(duì)懸置支架進(jìn)行了多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化,參照優(yōu)化結(jié)果與常用設(shè)計(jì)思想對(duì)懸置支架的結(jié)構(gòu)與尺寸進(jìn)行了修改,優(yōu)化其設(shè)計(jì)參數(shù),降低零件失效風(fēng)險(xiǎn),實(shí)現(xiàn)材料合理分布。其中,左懸置支架von Mises等效應(yīng)力在...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:97 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
009-2018年國(guó)民私人汽車(chē)擁有情況統(tǒng)計(jì)
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2汽車(chē)整體品質(zhì)、性能和造價(jià)不變甚至更為優(yōu)化的前提下,降低汽車(chē)自身重量,不僅有效提升整車(chē)操控穩(wěn)定性,更讓汽車(chē)獲得不錯(cuò)的節(jié)油表現(xiàn)。動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)作為汽車(chē)中連接發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱與車(chē)身的重要組成部分,在滿(mǎn)足系統(tǒng)中各部分零部件設(shè)計(jì)要求的前提下可以進(jìn)一步挖掘其輕量化設(shè)計(jì)潛能。目前汽車(chē)輕量化主要通過(guò)三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn):(1)材料輕量化,其中具有代表性的輕質(zhì)材料有:高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、工程塑料及復(fù)合材料[1]。(2)結(jié)構(gòu)輕量化[2],通過(guò)尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)零部件材料最佳分布,在提高零件使用性能同時(shí)有效減重。(3)輕量化制造工藝,目前主要有激光拼焊板成型技術(shù)、熱成型技術(shù)、補(bǔ)丁技術(shù)、擠壓鑄造、樹(shù)脂傳遞成型等。2013年,戴姆勒公司宣布為其GL級(jí)SUV所采用的六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配備全球首款塑料材質(zhì)的懸置支架(如圖1-2所示),所選用的材料為巴斯夫高強(qiáng)度聚酰胺材料UltramidA3WG10CR,這款支架在試驗(yàn)測(cè)試中表現(xiàn)出了更加高水平的聲學(xué)與隔熱性能[3]。圖1-2全球首款塑料材質(zhì)的懸置支架[3]而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛輕量化設(shè)計(jì)基于安全可靠的前提,這對(duì)零部件同樣提出嚴(yán)格的使用性能要求。動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)作為車(chē)輛底盤(pán)重要的組成部分,起到多種作用:(1)支承動(dòng)力總成;(2)限制動(dòng)力總成在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生過(guò)大位移;(3)通過(guò)緩沖振動(dòng)、衰減振動(dòng)能量降低因外部激勵(lì)造成動(dòng)力總成的振動(dòng),確?偝山Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全,延長(zhǎng)其使用壽命(消極隔振)。降低發(fā)動(dòng)機(jī)自身振動(dòng)向車(chē)身車(chē)架的傳遞,緩解整車(chē)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題(積極隔振)。
第二章懸置力-位移特性分析與試驗(yàn)13表2-3所示分別為整車(chē)坐標(biāo)系中左、右懸置和后拉桿懸置自由狀態(tài)下彈性中心點(diǎn)坐標(biāo)和動(dòng)力總成質(zhì)心坐標(biāo)。表2-3整車(chē)坐標(biāo)系下各懸置彈性中心點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)(mm)(mm)(mm)動(dòng)力總成質(zhì)心818.5719.201209.96左懸置彈性中心點(diǎn)869.63-445.101394.80右懸置彈性中心點(diǎn)774.38483.471431.32后拉桿懸置彈性中心點(diǎn)994.42-12.50948.46在Adams中建立動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)(如圖2-1所示),將動(dòng)力總成視為剛體,不考慮環(huán)境溫度對(duì)分析計(jì)算的影響。將動(dòng)力總成左、右、后方的三個(gè)懸置簡(jiǎn)化為具有三向平動(dòng)剛度的彈性元件,忽略其扭轉(zhuǎn)剛度與扭簧作用。對(duì)動(dòng)力總成質(zhì)心施加28工況載荷,通過(guò)計(jì)算獲得懸置在其三個(gè)主剛度方向?qū)?dòng)力總成的作用力。圖2-1動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)模型根據(jù)加載于動(dòng)力總成質(zhì)心處的載荷對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行位移控制設(shè)計(jì)。動(dòng)力總成通過(guò)懸置與車(chē)身連接,當(dāng)動(dòng)力總成受到外界載荷作用時(shí)會(huì)發(fā)生平動(dòng)位移與轉(zhuǎn)動(dòng)位移,懸置通過(guò)橡膠材料變形,可吸收并耗散系統(tǒng)中部分能量,起到緩沖減振的作用,降低動(dòng)力總成運(yùn)動(dòng)幅度,避免其與車(chē)身、底盤(pán)零部件發(fā)生碰撞。通常懸置剛度通過(guò)其力-位移特性曲線形式呈現(xiàn)。懸置的力-位移特性曲線為非線性曲線,為便于計(jì)算不同載荷作用于懸置時(shí)其彈性中心點(diǎn)的位移,通過(guò)微分思想可將非線性曲線簡(jiǎn)化為多段線形式,通過(guò)3段或者5段線段擬合成懸置非線性特性[59],其分段形
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橡膠懸置剛度特性對(duì)過(guò)減速帶平順性影響研究[J]. 劉雪萊,楊利勇,曹沖. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程. 2020(01)
[2]輕量化材料在汽車(chē)上的精準(zhǔn)應(yīng)用[J]. 秦超,姚晨冉,朱雪林. 汽車(chē)零部件. 2019(06)
[3]Conceptual design of automobile engine rubber mounting composite using TRIZ-Morphological chart-analytic network process technique[J]. A.M.Noor Azammi,S.M.Sapuan,M.R.Ishak,Mohamed T.H.Sultan. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于Chebyshev區(qū)間方法的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)穩(wěn)健性?xún)?yōu)化[J]. 陳劍,李士愛(ài),劉策,鄧支強(qiáng),舒宏超. 中國(guó)機(jī)械工程. 2018(03)
[5]基于DOE方法的懸置系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 王洋,王暉,徐勇. 汽車(chē)實(shí)用技術(shù). 2016(11)
[6]循環(huán)載荷幅值對(duì)7075-T7451鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響[J]. 黃志偉,汪靜雪,張興權(quán),段士偉,陳斌,黃志來(lái),裴善報(bào). 金屬熱處理. 2016(09)
[7]抑制拓?fù)鋬?yōu)化中灰度單元的雙重SIMP方法[J]. 張志飛,徐偉,徐中明,賀巖松. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]考慮密度梯度的敏度過(guò)濾方法[J]. 龍凱,傅曉錦. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]疲勞試驗(yàn)下應(yīng)力集中與磁信號(hào)的關(guān)系[J]. 方發(fā)勝,周培,張利明,饒琪,任吉林. 無(wú)損檢測(cè). 2014(03)
[10]循環(huán)載荷作用下鎂合金溫度演化及高周疲勞性能預(yù)測(cè)[J]. 王凱,閆志峰,王文先,張紅霞,裴飛飛. 材料工程. 2014(01)
碩士論文
[1]汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠懸置性能衰退研究[D]. 楊攀.重慶大學(xué) 2018
[2]基于變密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 吳頂峰.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3626294
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:97 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
009-2018年國(guó)民私人汽車(chē)擁有情況統(tǒng)計(jì)
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2汽車(chē)整體品質(zhì)、性能和造價(jià)不變甚至更為優(yōu)化的前提下,降低汽車(chē)自身重量,不僅有效提升整車(chē)操控穩(wěn)定性,更讓汽車(chē)獲得不錯(cuò)的節(jié)油表現(xiàn)。動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)作為汽車(chē)中連接發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱與車(chē)身的重要組成部分,在滿(mǎn)足系統(tǒng)中各部分零部件設(shè)計(jì)要求的前提下可以進(jìn)一步挖掘其輕量化設(shè)計(jì)潛能。目前汽車(chē)輕量化主要通過(guò)三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn):(1)材料輕量化,其中具有代表性的輕質(zhì)材料有:高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、工程塑料及復(fù)合材料[1]。(2)結(jié)構(gòu)輕量化[2],通過(guò)尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行目標(biāo)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)零部件材料最佳分布,在提高零件使用性能同時(shí)有效減重。(3)輕量化制造工藝,目前主要有激光拼焊板成型技術(shù)、熱成型技術(shù)、補(bǔ)丁技術(shù)、擠壓鑄造、樹(shù)脂傳遞成型等。2013年,戴姆勒公司宣布為其GL級(jí)SUV所采用的六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)配備全球首款塑料材質(zhì)的懸置支架(如圖1-2所示),所選用的材料為巴斯夫高強(qiáng)度聚酰胺材料UltramidA3WG10CR,這款支架在試驗(yàn)測(cè)試中表現(xiàn)出了更加高水平的聲學(xué)與隔熱性能[3]。圖1-2全球首款塑料材質(zhì)的懸置支架[3]而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛輕量化設(shè)計(jì)基于安全可靠的前提,這對(duì)零部件同樣提出嚴(yán)格的使用性能要求。動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)作為車(chē)輛底盤(pán)重要的組成部分,起到多種作用:(1)支承動(dòng)力總成;(2)限制動(dòng)力總成在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生過(guò)大位移;(3)通過(guò)緩沖振動(dòng)、衰減振動(dòng)能量降低因外部激勵(lì)造成動(dòng)力總成的振動(dòng),確?偝山Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全,延長(zhǎng)其使用壽命(消極隔振)。降低發(fā)動(dòng)機(jī)自身振動(dòng)向車(chē)身車(chē)架的傳遞,緩解整車(chē)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題(積極隔振)。
第二章懸置力-位移特性分析與試驗(yàn)13表2-3所示分別為整車(chē)坐標(biāo)系中左、右懸置和后拉桿懸置自由狀態(tài)下彈性中心點(diǎn)坐標(biāo)和動(dòng)力總成質(zhì)心坐標(biāo)。表2-3整車(chē)坐標(biāo)系下各懸置彈性中心點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)(mm)(mm)(mm)動(dòng)力總成質(zhì)心818.5719.201209.96左懸置彈性中心點(diǎn)869.63-445.101394.80右懸置彈性中心點(diǎn)774.38483.471431.32后拉桿懸置彈性中心點(diǎn)994.42-12.50948.46在Adams中建立動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)(如圖2-1所示),將動(dòng)力總成視為剛體,不考慮環(huán)境溫度對(duì)分析計(jì)算的影響。將動(dòng)力總成左、右、后方的三個(gè)懸置簡(jiǎn)化為具有三向平動(dòng)剛度的彈性元件,忽略其扭轉(zhuǎn)剛度與扭簧作用。對(duì)動(dòng)力總成質(zhì)心施加28工況載荷,通過(guò)計(jì)算獲得懸置在其三個(gè)主剛度方向?qū)?dòng)力總成的作用力。圖2-1動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)模型根據(jù)加載于動(dòng)力總成質(zhì)心處的載荷對(duì)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)進(jìn)行位移控制設(shè)計(jì)。動(dòng)力總成通過(guò)懸置與車(chē)身連接,當(dāng)動(dòng)力總成受到外界載荷作用時(shí)會(huì)發(fā)生平動(dòng)位移與轉(zhuǎn)動(dòng)位移,懸置通過(guò)橡膠材料變形,可吸收并耗散系統(tǒng)中部分能量,起到緩沖減振的作用,降低動(dòng)力總成運(yùn)動(dòng)幅度,避免其與車(chē)身、底盤(pán)零部件發(fā)生碰撞。通常懸置剛度通過(guò)其力-位移特性曲線形式呈現(xiàn)。懸置的力-位移特性曲線為非線性曲線,為便于計(jì)算不同載荷作用于懸置時(shí)其彈性中心點(diǎn)的位移,通過(guò)微分思想可將非線性曲線簡(jiǎn)化為多段線形式,通過(guò)3段或者5段線段擬合成懸置非線性特性[59],其分段形
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]橡膠懸置剛度特性對(duì)過(guò)減速帶平順性影響研究[J]. 劉雪萊,楊利勇,曹沖. 農(nóng)業(yè)裝備與車(chē)輛工程. 2020(01)
[2]輕量化材料在汽車(chē)上的精準(zhǔn)應(yīng)用[J]. 秦超,姚晨冉,朱雪林. 汽車(chē)零部件. 2019(06)
[3]Conceptual design of automobile engine rubber mounting composite using TRIZ-Morphological chart-analytic network process technique[J]. A.M.Noor Azammi,S.M.Sapuan,M.R.Ishak,Mohamed T.H.Sultan. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于Chebyshev區(qū)間方法的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)穩(wěn)健性?xún)?yōu)化[J]. 陳劍,李士愛(ài),劉策,鄧支強(qiáng),舒宏超. 中國(guó)機(jī)械工程. 2018(03)
[5]基于DOE方法的懸置系統(tǒng)優(yōu)化[J]. 王洋,王暉,徐勇. 汽車(chē)實(shí)用技術(shù). 2016(11)
[6]循環(huán)載荷幅值對(duì)7075-T7451鋁合金疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響[J]. 黃志偉,汪靜雪,張興權(quán),段士偉,陳斌,黃志來(lái),裴善報(bào). 金屬熱處理. 2016(09)
[7]抑制拓?fù)鋬?yōu)化中灰度單元的雙重SIMP方法[J]. 張志飛,徐偉,徐中明,賀巖松. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]考慮密度梯度的敏度過(guò)濾方法[J]. 龍凱,傅曉錦. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[9]疲勞試驗(yàn)下應(yīng)力集中與磁信號(hào)的關(guān)系[J]. 方發(fā)勝,周培,張利明,饒琪,任吉林. 無(wú)損檢測(cè). 2014(03)
[10]循環(huán)載荷作用下鎂合金溫度演化及高周疲勞性能預(yù)測(cè)[J]. 王凱,閆志峰,王文先,張紅霞,裴飛飛. 材料工程. 2014(01)
碩士論文
[1]汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠懸置性能衰退研究[D]. 楊攀.重慶大學(xué) 2018
[2]基于變密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 吳頂峰.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3626294
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