液阻悬置动特性建模及汽车动力总成悬置系统振动控制优化

液阻悬置动特性建模及汽车动力总成悬置系统振动控制优化作者：万里翔，吴杰，上官文斌作者单位：万里翔(西南交通大学,机械工程学院,成都,610031)，吴杰,上官文斌(华南理工大学,机械与汽车工程学院,广州,510641)刊名：振动与冲击英文刊名：JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK年，卷(期)：2008，27(7)被引用次数：1次参考文献(12条)1.上官文斌,吕振华.液阻型橡胶隔振器非线性特性仿真分析[J].振动工程学报,2003,16(4):393-398.2.上官文斌,宋志顺,张云清,等.多惯性通道型液阻悬置动态特性的实测与分析[J].振动工程学报,2005,18(3):318-323.3.ShangguanWB,LuZH.Experimentalstudyandsimulationofahydraulicenginemountwithfullycoupledfluidstructureinteractionfiniteelementanalysismodel[J].Computers&Structures,2004,82(22):1751-1771.4.IshihamaM,SatohS,SetoK,etal.Vehiclevibrationreductionbytransferfunctionphasecontrolonhydraulicenginemounts.JSMEInternationalJournal(SeriesC)1994;37(3):536-541.5.PritzT.Five-parameterfractionalderivativemodelforpolymericdampingmaterials[J].JournalofSoundandVibration,2003,265:935-952.6.Sj(o)bergM.Non-linearbehaviorofarubberisolatorsystemusingfractionalderivatives[J].VehicleSystemDynamics,2002,37(3):217-236.7.SchmidtA,GaulL.Finiteelementformulationofviscoelasticconstitutiveequationsusingfractionaltimederivatives[J].NonlinearDynamics,2002,29:37-55.8.BagleyRL,TorvikPJ.Fractionalcalculus-adifferentapproachtotheanalysisofviscoelasticallydampedstructures[J].AIAAJournal,1983,21(5):741-748.9.IshihamaM,SetoK,NagamatsuA,etal.Controlofenginerollandbouncevibrationusinghydraulicmounts[J].JSMEInternationalJournal(SeriesC),1995,38(1):29-35.10.MoreauX,Ramus-sermentC,OustaloupA.Fractionaldifferentiationinpassivevibrationcontrol[J].NonlinearDynamics2002,29:343-362.11.ShangguanWB,HouZC.Strategiesandcalculationmethodsforautomotivepowertrainmotioncontrolunderquasi-staticloads[J].ProceedingsofIMechE,PartD:JournalofAutomobileEngineering,2006,220(D8):1131-1138.12.徐石安.汽车发动机弹性支承隔振的解耦方法[J].汽车工程,1995,17(4):198-204.相似文献(7条)1.期刊论文上官文斌.黄天平.徐驰.顾彦.SHANGGUANWen-bin.HUANGTian-ping.XUChi.GUYan汽车动力总成悬置系统振动控制设计计算方法研究-振动工程学报2007,20(6)建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型,当动力总成在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下,给出了动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式;计算了一轿车动力总成质心位移和悬置支承点动反力的幅频响应,由此阐述了动力总成悬置系统中液阻悬置滞后角峰值频率和滞后角峰值大小设计的方法.计算结果表明,利用该方法设计的液阻悬置的动态特性,可以有效地控制动力总成在垂直方向的振动和绕曲轴方向扭转振动,减小悬置支承点动反力的幅值,从而减小车身的振动和降低车内噪声.2.学位论文黄天平汽车动力总成悬置系统设计方法的研究2009良好的平顺性和低噪声是现代汽车的重要标志。汽车动力总成振动是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的舒适性和NVH特性有很大的影响。如何通过设计合理的动力总成悬置系统，降低动力总成振动及其向车身的传递，从而提高汽车的NVH性能，已经成为一个重要的研究课题。br　　本文首先对各种液阻悬置进行了实验，研究了预载、激振振幅、激振频率对各种液阻悬置及其橡胶主簧动态特性的影响；分析了惯性通道、解耦盘和节流盘元件对液阻悬置动态特性的影响，为悬置动特性的理论分析及含液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制特性的研究提供了实验基础。br　　其次，分析了动力总成悬置系统的激励源、动力学方程、解耦优化方法等理论基础；建立了动力总成悬置系统六自由度的ADAMS模型，在符合工程实际的情况下，对该动力总成悬置系统进行解耦优化设计，降低了动力总成悬置系统的振动耦合。br　　最后，建立了含有液阻悬置的动力总成悬置系统振动控制分析模型，推导了在路面激励和绕曲轴扭转方向激励下，动力总成质心位移和悬置支承点动反力频响特性的计算公式：提出了液阻悬置动态特性的设计方法，并以某动力总成悬置系统为研究对象，运用该设计计算方法研究了其振动特性，取得了良好的振动控制效果。3.学位论文张云侠液阻悬置动态特性仿真与试验研究2007动力总成悬置系统是动力总成与车架或车身之间的弹性连接装置，是发动机及整车减振降噪的重要组成部分。悬置系统的作用可归纳为动力总成支撑和双向隔振：既要保证在低频大振幅激励下有效降低由路面传递给发动机的振动，又要成功隔离发动机运转引起传递到车身的振动。液阻悬置是目前悬置系统中广泛采用的隔振元件之一，其动特性是汽车发动机隔振的主要研究方向。随着液阻悬置结构不断的改进，其性能也不断提高，使整车振动、噪声控制不断得以改善。我国在液阻悬置的自主研发、设计及制造等方面至今尚处于起步阶段，这种隔振技术在国产汽车上的应用仍未普及。大多国内汽车上采用的液阻悬置结构相对简单，致使其性能也不理想。随着对汽车舒适性要求的不断提高、整车轻量化及直列四缸发动机等自平衡性较差的发动机的广泛应用，新型结构的液阻悬置研究及对其结构分析、参数辨识等方面研究需求也日益迫切。本文结合国家“863”重大专项“高速磁浮交通技术国产化与创新”子项目“上海磁浮轨检车研制”(编号：2001AA505000-114)和国家自然科学基金“填充橡胶材料结构与流体耦合机械系统的动力学特性研究”(编号：50575073)，展开了对新型结构液阻悬置建模方法、参数辨识、特性分析以及试验验证等内容的研究；以此揭示新型液阻悬置隔振的机理、分析结构参数及元件对减振性能的影响，为同行业产品开发、结构改进和性能优化等工作提供颇有价值的参考。以动刚度、滞后角作为液阻悬置的动态特性评价指标，结合键合图方法，建立了直接节流盘式悬置的集总参数模型。在建立液阻悬置的集总参数模型时，试图找到一种普遍适用于多种结构液阻悬置系统简单而有效的建模方法，并将这一方法推广到阻尼孔式液阻悬置、惯性通道式液阻悬置、解耦盘式液阻悬置以及节流盘式液阻悬置。本文采用的键合图法建立液阻悬置的集总参数模型为键合图与液阻悬置集总参数的联合应用提供了实例，简化了复杂橡胶和流体耦合的机械-液压系统的建模方法。通过试验与有限元相结合的方法识别了直接节流盘式液阻悬置集总参数模型中的部分参数。识别的参数包括节流盘液室体积柔度、橡胶主簧动态刚度、节流盘及其附连液体的质量惯性系数、液体对节流盘的阻力系数、惯性通道内液体的质量惯性系数及惯性通道对流体流动的阻力系数。通过对参数辨识，建立了物理系统和集总参数模型之间的对应关系，提高了数值仿真的准确性，总结出主要物理参数对集总参数模型的影响。以直接解耦盘液阻悬置为试验对象，研究了预载荷、激振振幅、激振频率和温度对液阻悬置和橡胶主簧动态力学特性的影响。获得不同结构、不同工况下液阻悬置的静、动态性能，从而揭示了液阻悬置的中节流盘结构的对悬置动态特性的影响，为液阻悬置的结构设计、性能优化提供依据。利用建立的集总参数模型和识别的物理参数对直接节流盘式液阻悬置进行数值仿真，与试验结果基本一致。这表明建立的数学模型及辨识的物理参数正确性，该理论可应用于性能分析和参数优化等研究工作。对比带有节流盘和不带节流盘液阻悬置动态性能，表明节流盘调节了悬置的高频动态特性；对比了惯性通道式、解耦盘惯性通道式、节流盘解耦盘惯性通道式悬置动态特性，从液阻悬置内部压力和液柱的运动的频响特性分析液阻悬置在低频和高频的减振机理。利用有限元模型对液阻悬置静态和动态特性进行分析，分析主要侧重于建立液阻悬置的有限元液固耦合模型，通过耦合模型来计算液室内压力分布，对比分析了阻尼孔式液阻悬置、节流盘阻尼孔式液阻悬置的动态特性和液室内部压力特性，阐述了节流盘在悬置中作用，突出地显示了节流盘在悬置中的改善高频性能的作用。不同结构液阻悬置的减振机理研究是液阻悬置设计的重要依据，为设计和制造出具有更好隔振性能的液阻悬置奠定基础，对汽车减振降噪方向的研究具有实际意义。本文提出的节流盘相关参数辨识方法及节流盘在液阻悬置中动特性试验验证方案可为类似研究提供参考。4.期刊论文石传龙机动车动力总成悬置系统的隔振研究-现代经济信息（学术版）2008,(5)介绍了常用的橡胶悬置元件和液阻悬置装置;并通过优化设计来提高多悬置系统的隔振性能以及通过仿真对优化进行验证.5.学位论文张士星发动机液阻悬置动特性分析研究2009液阻悬置结构紧凑、重量轻、隔振性能好，是发动机隔振元件中一类较新的产品。由于其能在不同的激振频率和激振振幅下提供不同的刚度和阻尼，隔振效果优于传统的橡胶悬置，因此在国产汽车上应用的越来越普遍。本文以某一国产轿车的液阻悬置为研究对象，对悬置的结构和减振原理、建模方法、悬置动特性和基于动态响应的参数化分析进行了深入研究。首先针对所研究的惯性通道-解耦膜式液阻悬置结构特点，利用振动理论和流体力学的原理进行数学推导，采用集总参数法建立单质量-液阻悬置的非线性力学模型和数学模型。该模型充分考虑了橡胶结构、流体振荡、通道压力损失以及惯性通道形状等因素对悬置动特性的影响。对液体在惯性通道中流动的阻尼参数采用CFX流固耦合分析的方法进行拟合，试验证明该结果的正确性和模型的可靠性。然后对液阻悬置的非线性动特性进行参数化分析，研究橡胶主簧参数、惯性通道参数和液体物理性质参数对悬置动特性的影响。对比分析表明，液阻悬置的动刚度特性受橡胶主簧和液压减振机构的共同影响，阻尼特性受液压机构影响比较大。总结各参数对悬置动特性的影响规律，并对液阻悬置的设计方法和结构参数的选择进行了初步的探讨。最后，基于动力总成悬置系统的动态响应，对液阻悬置的主要参数进行研究。在不同的悬置结构参数下，液阻悬置有不同的动特性，通过其动刚度和阻尼角的大小及频率分布来调节液阻悬置的隔振特性。优化后的液阻悬置动特性能够满足悬置系统理想动特性的要求，从而可以降低并迅速衰减汽车怠速运转时发动机的振动，提高汽车的乘坐舒适性。关键词：发动机液阻悬置，动特性，动态特性，隔振性能