本文關(guān)鍵詞：某皮卡車異常振動的故障分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 車架 異常振動 模態(tài)匹配 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 近似模型

【摘要】：汽車NVH性能已經(jīng)成為評價汽車品質(zhì)最核心的指標(biāo)。使用過程中,異常振動是嚴重影響汽車NVH性能的主要問題之一。實際工程中,針對汽車異常振動問題,主要是靠經(jīng)驗豐富的工程師根據(jù)問題的特征、現(xiàn)象進行有目的的測試、分析,以準(zhǔn)確定位異常振動的原因,進而對汽車結(jié)構(gòu)進行整改,以達到避頻解耦、消除振動的目的。汽車的異常振動問題不僅對汽車的使用性能和使用壽命造成很大的影響,也給使用者帶來精神和經(jīng)濟上的附加壓力,有損相關(guān)車企的品牌形象和市場競爭力。所以,針對汽車異常振動相關(guān)NVH問題的系統(tǒng)解決十分重要�；诜抡媾c測試相結(jié)合的技術(shù)路線,本文針對樣車特定車速下的異常振動問題主要進行了整車道路振動測試和車架仿真優(yōu)化研究。首先,基于“振源—傳遞路徑—接受者”的振動模型對汽車主要激勵源的激振原理、振動傳遞路徑和激振現(xiàn)象進行理論分析；然后,對樣車進行整車道路行駛振動試驗,通過時域和頻域兩個方面的數(shù)據(jù)分析確定樣車異常振動的激勵源是車輪總成；基于車身／車輪總成偏頻試驗、車身／車架模態(tài)試驗確定振動傳遞路徑為：車輪—車架—車身；所以,樣車特定車速下異常振動的原因是樣車故障車速下的車輪轉(zhuǎn)動頻率與車輪總成的偏頻、車架—階彎曲固有頻率發(fā)生了耦合,導(dǎo)致振動由車輪產(chǎn)生,經(jīng)車架放大后向車身各部分傳遞；接著,基于對異常振動原因的準(zhǔn)確定位,本文從改善振動傳遞路徑的角度對車架進行有限元建模與靜動態(tài)仿真分析,對比車架試驗與仿真模態(tài)參數(shù)以驗證模型的準(zhǔn)確性。根據(jù)模態(tài)匹配基本原則與車架模態(tài)頻率分布情況對車架子系統(tǒng)進行模態(tài)匹配策略研究。進而,對車架有限元模型進行試驗設(shè)計與Kriging近似模型擬合,利用近似模型對車架進行基于多目標(biāo)遺傳算法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。最后,根據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果制作車架樣件并裝配到原樣車,對比優(yōu)化前后樣車道路行駛振動測試分析結(jié)果驗證了優(yōu)化方案的有效性。優(yōu)化方案不僅解決了樣車特定車速下的異常振動問題,也實現(xiàn)了車架的剛度優(yōu)化與輕量化設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：車架 異常振動 模態(tài)匹配 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 近似模型
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U472;U469.14
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 汽車異常振動概述16-17
• 1.2 汽車異常振動的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 汽車結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 課題研究意義和內(nèi)容20-23
• 1.4.1 課題研究的主要意義20-21
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容21-23
• 第二章 異常振動的故障分析與試驗研究23-47
• 2.1 汽車主要激勵源分析23-27
• 2.1.1 發(fā)動機激振分析24
• 2.1.2 傳動系激振分析24-26
• 2.1.3 輪胎激振分析26
• 2.1.4 隨機路面激振分析26-27
• 2.2 道路行駛振動試驗27-38
• 2.2.1 試驗?zāi)康?/span>27
• 2.2.2 試驗儀器和設(shè)備27-28
• 2.2.3 測點布置28
• 2.2.4 測試工況28
• 2.2.5 時域數(shù)據(jù)處理及分析28-31
• 2.2.6 頻域數(shù)據(jù)處理及分析31-38
• 2.2.7 結(jié)論38
• 2.3 傳遞路徑試驗測試分析38-45
• 2.3.1 車身/車輪總成偏頻試驗38-40
• 2.3.2 車架/車身模態(tài)試驗40-45
• 2.4 本章小結(jié)45-47
• 第三章 車架有限元建模與靜動態(tài)仿真分析47-58
• 3.1 有限元法概述47-48
• 3.2 HyperWorks軟件簡介48-49
• 3.3 車架有限元建模49-52
• 3.4 車架模態(tài)仿真分析52-54
• 3.4.1 車架模態(tài)分析基本理論52
• 3.4.2 車架模態(tài)仿真計算52-53
• 3.4.3 車架有限元模型驗證53-54
• 3.5 車架剛度仿真分析54-57
• 3.5.1 彎曲剛度計算54-55
• 3.5.2 扭轉(zhuǎn)剛度計算55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-58
• 第四章 車架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化研究58-69
• 4.1 基于模態(tài)匹配的優(yōu)化策略研究58-59
• 4.1.1 模態(tài)匹配概念58
• 4.1.2 樣車車架模態(tài)分布58
• 4.1.3 樣車車架模態(tài)匹配策略58-59
• 4.2 車架動態(tài)特性多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計59-68
• 4.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題59-60
• 4.2.2 近似模型60-65
• 4.2.3 車架多目標(biāo)優(yōu)化65-68
• 4.3 本章小結(jié)68-69
• 第五章 車架優(yōu)化方案的試驗驗證69-77
• 5.1 測試工況69
• 5.2 時域數(shù)據(jù)處理及對比分析69-71
• 5.2.1 四擋時域數(shù)據(jù)(優(yōu)化后)69
• 5.2.2 優(yōu)化前后四擋各測點振動加速度有效值對比69-70
• 5.2.3 五擋時域數(shù)據(jù)(優(yōu)化后)70
• 5.2.4 優(yōu)化前后五擋各測點振動加速度有效值對比70-71
• 5.2.5 時域數(shù)據(jù)對比分析結(jié)果71
• 5.3 頻域數(shù)據(jù)處理及對比分析71-76
• 5.3.1 四擋頻域數(shù)據(jù)(優(yōu)化后)71-72
• 5.3.2 四擋優(yōu)化前后振動情況對比72-73
• 5.3.3 五擋頻域數(shù)據(jù)(優(yōu)化后)73-74
• 5.3.4 五擋優(yōu)化前后振動情況對比74-75
• 5.3.5 頻域數(shù)據(jù)對比分析結(jié)果75
• 5.3.6 結(jié)論75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 總結(jié)與展望77-79
• 6.1 研究內(nèi)容總結(jié)77
• 6.2 不足與展望77-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況84

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本文編號：561175