多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性及其随机性分析

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1、———————————————————————————————————————多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性及其随机性分析———————————————————————————————————————AnalysisoftheNaturalTorsionalVibrationCharacteristicsanditsRandomnessforthePowertrainofMulti-axleDrivingAutomobile作者姓名：张玉伦专业名称：车辆工程指导教师：李杰教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年

2、6月3日摘要摘要多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性及其随机性分析现阶段，我国进入快速发展时期，多轴驱动汽车在军事和经济的需求与应用日益增多。多轴驱动汽车一般采用大功率发动机，由于其结构复杂性和特殊性，发生扭转共振的可能性较大且危害较强，需要对其动力传动系统扭振固有特性进行分析研究。此外，由于材料不均匀性、制造、装配、安装等误差以及零部件磨损等原因，会引起动力传动系统材料和尺寸等参数变化，导致其扭振固有特性产生随机性。基于以上原因，有必要对多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性及其随机性进行深入分析。目前，多轴驱动汽车动

3、力传动系统扭振固有特性的研究还较薄弱，有待深入；汽车扭振实车道路试验进行得较少，试验方法研究有待弥补；汽车动力传动系统扭振固有特性随机性研究及其应用还未开展，有待加强。立足于以上分析，本文基于军工合作项目，对多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性及其随机性进行研究，主要研究内容为（1）多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性模型建立及其参数确定通过对多轴驱动汽车动力传动系统的结构分析，基于力学原理和建模原则，对多轴驱动汽车动力传动系统各个组成进行了模型化，采用企业提供、理论公式与经验公式相结合策略快速获取了各个组成旋转件的转

4、动惯量和扭转刚度。基于归一化原则，将各个组成的扭振参数以曲轴转速为基准进行了归一化换算，建立了多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性归一化模型。（2）多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性分析基于ANSYS，建立了多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性有限元仿真方法；基于实车道路试验，提出了多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性试验方法。分别采用两种方法对多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性进行了分析，通过仿真和试验结果对比验证有限元模型的合理性和有效性，说明了采用测速齿盘进行实车道路试A吉林大学硕士学位论文验的合理性，确定了

5、动力传动系统相对扭幅较大位置。（3）多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性随机性分析将多轴驱动汽车动力传动系统视为随机参数系统，探索多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性随机性分析方法。应用ANSYS的概率设计系统PDS，将多轴驱动汽车动力传动系统转动惯量和扭转刚度作为输入随机变量，以固有频率作为输出随机变量，基于随机有限元对某多轴驱动汽车动力传动系统扭振固有特性的随机性进行仿真，获取了输入随机变量服从于正态分布规律时的扭振固有频率的数学期望、标准差以及变异系数等统计特性，通过灵敏度分析确定了重要的影响参数。针对国产化需求

6、，对液力变速装置，即液力变矩器-换挡离合器和变速器扭振参数的随机性对系统固有特性的影响进行了分析，为动力传动系统的国产化提供了理论和方法支撑。关键词：多轴驱动汽车，动力传动系统，扭振固有特性，有限元，试验，随机性BABSTRACTABSTRACTAnalysisoftheNaturalTorsionalVibrationCharacteristicsanditsRandomnessforthePowertrainofMulti-axleDrivingAutomobileAtthisstage,thedemandanda

7、pplicationofmulti-axledrivingautomobilesareincreasinginthefieldsofmilitaryandeconomyalongwiththerapiddevelopmentofChina.Thehigh-powerenginesareusuallyinstalledinmulti-axledrivingautomobiles,andtherearehighpossibilityoftorsionalresonanceandstrongharmformulti-axle

8、drivingautomobilesbecauseofthestructuralcomplexityandparticularityoftheengines.It’srequiredtodotheanalysisofthenaturaltorsionalvibrationcharacteristicsforthepowertrai