一种正负刚度并联扭转减振器性能仿真研究

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1、一种正负刚度并联扭转减振器性能仿真研究杨志刚2015年6月中图分类号：UDC分类号：一种正负刚度并联扭转减振器性能仿真研究作者姓名杨志刚学院名称机械与车辆学院指导教师刘辉教授答辩委员会主席闫清东教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月PerformanceSimulationoftorsionalvibrationdamperbasedontheparallelofpositiveandnegativestiffnessCandidateName:YangZ

2、higangSchoolorDepartment:MechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.LiuHuiChair,ThesisCommittee:Prof.YanQingdongDegreeApplied:MasterofEngineerMajor:VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导

3、教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要车辆动力传动系统是一个多自由度扭转振动系统，其扭转振动是汽车振动与车内噪声的主要来源，对汽车的振动、噪声与舒适性会产生重要的影响。长期以来，减小传动系扭转振动一直是汽车

4、传动系统设计中必须面对和亟待解决的问题。针对传动系的扭振问题，目前主要的解决办法是在传动系中安装扭转减振器。为了克服传统被动式扭转减振器存在的承载能力与弹性元件刚度之间的固有矛盾，本文以一种新型正负刚度并联半主动扭转减振器为研究对象，来实现以极低刚度减振、同时能传递扭矩的目的。论文整体采用数值模拟和试验研究相结合的方法，对正负刚度并联半主动扭转减振器进行性能研究。对本文中的正负刚度并联机构进行了力学模型的建立，分析了其刚度特性。针对单独的正负刚度并联半主动扭转减振器，建立了其动力学模型，在此基础上，建立

5、了包含减振器在内的整车传动系数学模型，借助Matlab/Simulink平台搭建了整车传动系的仿真模型，展开正负刚度并联半主动扭转减振器的性能仿真分析。通过计算整车传动系的固有频率，分析了正负刚度并联扭转减振器对传动系固有特性的影响，通过对比不同形式减振器下传动系固有频率的不同，验证了正负刚度并联扭转减振器的优越性。对不同工况下减振器的减振性能进行了仿真分析，包括怠速、加载等稳定工况，以及加、减速等非稳定工况，且针对不同的工况建立了不同的非线性仿真模型。仿真结果显示出在不同工况下，正负刚度并联扭转减振器

6、都能够实现对传动系扭振的极好的衰减，并且能够传递相应的扭矩。基于仿真结果，分析了外激励转矩转速对减振器减振性能的影响规律。通过ISight优化软件集成非线性动力学模型，搭建了优化平台，开展了优化设计。通过DOE方法，得到了减振器关键参数对减振器减振性能影响的规律，以及各参数之间的交互效应，为后续物理样机的改进设计提供参考。对正负刚度并联减振器的减振性能进行了试验验证，分析了结果的时域和频域特性，验证了理论研究的正确性。关键词：正负刚度并联；非线性动力学；仿真分析；优化I北京理工大学硕士学位论文Abstr

7、actThevehicletransmissionisatorsionalsystemofmultipledegreesoffreedom.Itstorsionalvibrationisthemainsourceofthevibrationandnoiseinthevechile,andithasagreatsignificanceontheautomotivenoise,vibrationandharshnessquality.Howtoreducethevibrationofthevehicletr

8、ansmissionhasalwaysbeenagreatproblem,whichpeoplemustfaceandsolveinthevehicletransmissiondesign.Tosolvethisproblem,themainsolutionisfixingatorsionalvibrationdamperinthevehicletransmission.Inordertoovercomethedisadvantageoft