汽车发动机结构件的模态试验与分析

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1、ModalTestandAnalysisofAutomobileEngineStructureAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeBySunJimingSupervisedbyProf.YangWeiPluralisticSupervisedbySeniorEngineerLiuChengkeSpecialty:ME(AutomobileEngineeringField)C

2、ollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2013重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着汽车工业的发展，对汽车发动机的振动与噪声的要求越来越高，其动态特性的研究越来越引起人们的重视。试验模态分析法，可有效地识别出系统的动态参数，是进行结构动态特性的有效手段。本文分别以汽车结构件罩盖、油底壳和皮带为研究对象，采用试验模态的方法，分别进行了线性系统（罩盖、油底壳）和非线性系统（皮带）的动态参数识别，丰富了试验模态分析的应用领域，有助于进行振

3、动噪声控制和结构性能优化。对以罩盖和油底壳为代表的线性系统进行模态试验与分析，首先通过对铝板的模态试验，有限元分析和理论计算验证模态试验的正确性。采用锤击法测量测点的频响函数，利用多参考点最小二乘复频域法（PolyMax）对其进行模态参数识别，得到了罩盖和油底壳的前七阶固有频率、阻尼比和振型。分别采用激励锤法和激振器法两种方法识别带纵向振动的模态参数，对测得的频响函数和固有频率进行比较。试验结果表明：两者的频响函数和固有频率基本吻合。采用频谱细化半功率法和时域对数衰减法分别进行阻尼比计算。计算了带的纵向刚度和阻尼系数，并分析了带

4、长对带的固有频率、阻尼比、纵向刚度和阻尼系数的影响规律。带的纵向固有频率和阻尼比随着带长的增大而减小；带的纵向动态刚度和阻尼系数随着带长的增大而增大。建立了考虑弯曲刚度的皮带的理论模型，推导出了弯曲刚度的计算公式。分别采用多自由度法和单自由度法识别带的横向振动的固有频率和阻尼比。测试了在不同带长(l=1.0m,l=0.9m)、不同纵向力下带横向振动的自由响应，识别了固有频率与阻尼比。通过最小二乘优化算法确定了带的弯曲刚度。研究了纵向力对带的固有频率和带长对带弯曲刚度的影响规律。带的各阶固有频率随带的纵向力的增大而增大，带的弯曲刚

5、度随带长的增加而减小。关键词：试验模态，模态参数，皮带，动态参数识别I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththerapidlydevelopmentofautomobileindustry,thecontrollingofvibrationandnoiseontheautomobileenginehasbecomeincreasinglydemandedandmoreattentionisdrawntoanalysisitsdynamiccharacteristics.Experimentalmodalanaly

6、sisisprovedtobeapropermethodbecauseofitseffectiveidentificationforthedynamiccharacteristics.Consideringoilpanandthebeltasresearchobject,theidentificationofdynamiccharacteristicsforlinearsystem(cover,oilpan)andnon-linearsystems(belt)areinvestigatedusingexperimentalmod

7、almethod,whichcanaidedtoreducenoise,tosuppressthevibrationandtocarryoutthestructuralperformanceoptimization.Theresearchcanenrichtheapplicationsfield.Themodalexperimentandanalysisoflinearsystem,suchascoverandoilpan,isperformed.Firstly,themodaltestisverifiedaccordingto

8、themodaltest,finiteelementanalysis,andtheoreticalarithmeticforthealuminumplate.Thefrequencyresponsefunctioncanberecordedbyhammermet