动力总成悬置优化设计与液压悬置性能分析

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1、西华大学硕士学位论文摘要动力总成在工作过程中产生的振动与噪声是汽车振动与噪声的主要组成部分，是影响汽车乘坐舒适性的重要因素。随着社会的发展，人们生活水平不断提高，对车辆振动和噪声提出了更严格的要求，有效控制动力总成振动与噪声已成为一项重要的科研课题。本文首先介绍了动力总成悬置系统的作用、结构形式以及国内外的发展现状；分析了四冲程内燃机曲柄连杆机构的运动规律和受力情况，以及这些力对内燃机平衡性和振动的影响。介绍了悬置系统的布置方式、设计原则等。在本文中建立了六自由度动力总成力学模型，并建立了动力总成悬置系统相关坐标系，推导出了动力总成悬置系统在扭矩轴坐

2、标系下的质量矩阵，刚度矩阵、系统的固有频率和固有振型，介绍了各个优化目标函数，分析了优化过程中优化变量的选取原则和优化过程中的约束条件；在优化过程中采用了能量解耦及序列二次规划（SQP）优化算法，借助Matlab工具箱中优化工具fgoalattain函数对悬置系统进行了固有频率合理配置、振动能量解耦、综合目标的优化设计，实现了悬置系统以不同目标函数的优化设计。在优化过程中为了实现更好的人机界面交换，基于MATLAB软件中的Guide模块开发了悬置系统的振动特性优化程序，并对软件进行了打包，以便脱离MATLAB的Windows环境下运行。该软件可以根据

3、用户输入的动力总成悬置系统相关参数，方便的计算出动力总成的质量矩阵、刚度矩阵，以及计算出悬置系统的固有频率及固有振型，根据不同的目标函数，方便优化动力总成悬置的初始刚度，安装位置等相关参数，实现动力总成悬置系统的合理布置和匹配。该软件系统包括参数输入界面，振动分析界面以及优化界面，可以进行相关参数的输入、相关数据的计算以及数据的输出和保存，数据保存包括.txt和.mat文件，全部为自动保存。该优化系统的开发，极大的方便了动力总成悬置系统的早期开发。在论文的最后一章，根据典型液压悬置结构，建立了液压悬置液力学模型，对液压悬置在Matlab/Simuli

4、nk下进行了仿真研究，分析归纳了液压悬置主要结构参数对其性能的影响规律，并在试验中进行了验证。关键词：动力总成；悬置系统；优化；液压悬置I动力总成悬置系统优化设计及液压悬置性能研究AbstractVibrationandnoiseofpowertraingeneratedinthecourseoftheirworkisamajorcomponentofthevehicle’svibrationandnoiseisanimportantindicatorofthecarridecomfort.Withthedevelopmentofsociety,pe

5、ople'slivingstandardsarecontinuingtoimprove,andthemorestringentrequirementsofvehiclevibrationandnoiseareputforward.Sotoeffectivelycontrolvibrationandnoiseofpowertrainhasbecomeanimportantresearchtopic.Firstly,inthispapertheauthorintroducestheroleofthepowertrainmountingsystem,str

6、ucture,aswellasdomesticandforeigndevelopmentstatusandanalysesthelawofmotionandforceofcrank-connectingrodmechanismoffour-strokeinternalcombustionengine,aswellastheimpactofbalanceandvibrationoftheinternalcombustionengineandpresentsthelayoutanddesignprinciplesofMountingsystem.Inth

7、ispaper,asix-degree-of-freedompowertrainmechanicalmodelandcoordinatesystemofpowertrainmountingsystemwereestablishedandmassmatrix,stiffnessmatrix,thesystemnaturalfrequenciesandmodeshapesofpowertrainmountingsystemunderthetorque-axiscoordinatesystemwerederived.Inaddition,eachOptim

8、izationobjectivefunctionwasintroducedandtheselectionpr