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汽车发动机液压悬置动特性试验研究及其仿真分析

作　者: 束长东
导　师: 束永平
学　校: 东华大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 发动机液压悬置试验动特性
分类号: U464.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

动力总成液压悬置作为目前性能最佳的被动式隔振器,被广泛应用于中高档汽车发动机悬置系统中。从最初的惯性通道式或节流孔式液压悬置,经过惯性通道—解耦膜式液压悬置,再到现在的第三代液压悬置：惯性通道—解耦盘—节流盘式液压悬置,每一代液压悬置都在前一代液压悬置基础上,通过增加或改进其内部的液力机构来克服前一代液压悬置的不足。液压悬置是发动机与车架之间的连接件,对减小发动机传给车架的振动和噪音起关键作用,随着现代汽车的轻量化设计以及乘客对于乘车舒适性要求不断提高,对液压悬置进行研究也成了新的课题。目前普遍对于液压悬置的研究主要集中在以下几个方面：(1)准确的从物理意义上阐述液压悬置内部不同液力机构的工作机理。(2)建立有效的悬置集总参数模型以及准确识别模型参数。(3)建立有效的有限元模型仿真分析液压悬置的动态特性。本文着重以某型液压悬置作为研究对象,开展了建立液压悬置的集总参数模型并进行模型参数识别工作,尝试建立悬置有限元模型,进行悬置静特性和动特性的有限元仿真分析方面的研究。主要内容如下：1.在对液压悬置的结构特点和各液力机构的工作原理进行分析的基础上,以液压悬置的动刚度和滞后角为评价目标,利用功率键合图理论建立悬置的低频大振幅和高频小振幅线性集总参数模型。基于流体力学的相关理论,建立集总参数与液力机构结构相关联的液压悬置非线性集总参数模型,并揭示液压悬置的减振机理。2.通过试验方法研究了某型液压悬置及悬置橡胶主簧的动刚度和滞后角的频变和幅变特性,并将两者的动静刚度、滞后角进行对比,分析两者之间的差别。在试验的基础上发现了液压悬置在不同幅值激励下储能动刚度曲线簇的不动点,并用基于试验曲线的参数识别方法对悬置模型参数进行识别。运用流固耦合有限元方法对液压悬置进行模型参数识别,并与基于试验曲线的参数识别方法进行比对验证辨识结果的有效性。3.运用悬置的集总参数模型对液压悬置的动特性进行仿真,包括悬置垂向动刚度以及滞后角,同时将仿真结果与试验结果进行对比验证模型的有效性。另外,仿真分析悬置各个参数变化对于液压悬置动特性的影响规律。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-17
  1.1 动力总成液压悬置概述  11-14
    1.1.1 液压悬置的历史和发展  11-12
    1.1.2 液压悬置的研究现状  12-13
    1.1.3 液压悬置的结构特点  13-14
  1.2 课题的提出与主要研究内容  14-17
    1.2.1 课题的研究意义  14-15
    1.2.2 课题主要研究内容  15-17
第二章液压悬置的集总参数模型  17-33
  2.1 引言  17
  2.2 液压悬置隔振性能的评价参数  17
  2.3 计算悬置动刚度以及滞后角的方法  17-18
  2.4 悬置的减振机理探讨  18-20
  2.5 运用功率键合图法建立液压悬置的集总参数模型  20-31
    2.5.1 功率键合图法理论概述  20-21
    2.5.2 功率键合图法建模规则  21-23
    2.5.3 惯性通道式液压悬置的线性集总参数模型  23-28
    2.5.4 惯性通道式液压悬置的非线性集总参数模型  28-31
  2.6 本章小结  31-33
第三章液压悬置的集总参数模型的参数辨识  33-55
  3.1 引言  33
  3.2 惯性通道液压悬置试验研究  33-40
    3.2.1 悬置及其橡胶主簧的静态特性曲线  34-35
    3.2.2 悬置及其橡胶主簧的动态特性曲线  35-40
  3.3 基于动态特性试验曲线的悬置集总参数辨识方法  40-43
  3.4 拟合悬置的动态特性曲线  43-44
  3.5 基于流固耦合有限元方法的悬置参数识别  44-53
    3.5.1 悬置橡胶主簧刚度及其阻尼的有限元仿真计算  44-46
    3.5.2 流固耦合有限元方法概述  46-49
    3.5.3 上液腔体积刚度的有限元计算  49-50
    3.5.4 主簧等效活塞面积的有限元计算  50-51
    3.5.5 惯性通道中惯性系数和阻尼系数的有限元计算  51-53
  3.6 本章小结  53-55
第四章液压悬置动力学特性分析  55-69
  4.1 引言  55
  4.2 惯性通道式液压悬置的主要模型参数  55-56
  4.3 悬置参数对其低频动力学特性影响的分析  56-67
    4.3.1 橡胶主簧动刚度及阻尼系数对悬置低频动特性的影响  56-57
    4.3.2 橡胶主簧等效活塞面积对悬置低频动特性的影响  57-59
    4.3.3 上液腔体积刚度对悬置低频动态特性的影响  59-61
    4.3.4 惯性通道长度对悬置低频动态特性的影响  61-63
    4.3.5 惯性通道横截面积对悬置低频动态特性的影响  63-65
    4.3.6 惯性通道惯性系数对悬置低频动态特性的影响  65-66
    4.3.7 惯性通道阻尼系数对悬置低频动态特性的影响  66-67
  4.4 各参数对于悬置动特性的影响规律  67-68
  4.5 本章小结  68-69
第五章总结与展望  69-73
  5.1 全文总结  69-70
  5.2 展望  70-73
参考文献  73-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文  77-79
致谢  79

汽车发动机液压悬置动特性试验研究及其仿真分析

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