动力总成悬置支架的性能分析与试验研究

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1、工程硕士学位论文动力总成悬置支架的性能分析与试验研究作者姓名徐邦仕工程领域车辆工程校内指导教师上官文斌教授校外指导教师潘孝勇高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月PerformanceAnalysisandExperimentalStudyforMountingBracketofPowertrainADissertationSubmittedfortheDegreeofMasteCandidate：XuBangshiSupervisor：Prof.ShangguanWenbinSouthChi

2、naUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TH122学校代号：10561学号：201521003215华南理工大学硕士学位论文动力总成悬置支架的性能分析与试验研究作者姓名：徐邦仕指导教师姓名、职称：上官文斌教授、潘孝勇高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：车辆振动噪声测控技术及故障诊断论文提交日期：2018年4月12日论文答辩日期：2018年6月2日学位授予单位：华南理工大学学位授予

3、日期：年月日答辩委员会成员：主席：邬晴晖高级工程师委员：上官文斌教授、王惜慧副教授、赵学智教授、邱志成教授摘要汽车动力总成悬置系统是汽车上重要的支承和减振系统，它对整车的NVH(Noise，vibration，harshness)性能起关键作用。悬置支架是悬置系统的主要部件，悬置支架的必须有足够的结构强度，避免行驶过程中支架发生断裂。同时，悬置支架的固有频率要避开发动机的主要激振频率，避免发生共振。因此设计出性能良好的支架是悬置系统开发的重要内容。首先，本文对动力总成系统进行了建模，通过测量的动力总成参数，确定了支架

4、的约束条件和边界条件，并利用多体动力学软件ADAMS计算了悬置支架在汽车行驶中不同工况下受到的载荷。对不同类型的悬置支架进行有限元建模和计算方法研究，给出了不同类型支架的网格划分、加载方式等方面的处理方法，并以两款不同类型的悬置支架为例，对其进行有限元分析，计算了支架的强度和模态，给出了悬置支架性能有限元分析的一般方法。其次，阐述了拓扑优化的基本原理，研究了连续体的拓扑优化的主要方法，探讨了拓扑优化过程中出现的数值不稳定现象的产生原因，并针对性的提出了解决办法，并利用Optistruct软件对一款性能不合格的悬置支架

5、进行优化设计，提高支架的综合性能和使用寿命。最后，对优化得到的新支架进行有限元分析和MTS台架试验，试验结果与有限元计算结果相关性良好。有限元仿真分析和台架试验都表明，优化后的悬置支架的性能满足设计要求，证明了这种拓扑优化的设计方法是行之有效的，也证明了支架的有限元仿真分析方法是可靠的。关键词：悬置支架；有限元分析；强度和模态；拓扑优化；破坏试验IAbstractApowertrainmountingsystemofautomobileisanimportantsupportingandvibrationabsorb

6、ersystemofthepowertrain.AnditplaysakeyroleintheNVH(Noise,vibration,harshness)performanceofanautomobile.Asanimportantsupportingpartofthesuspensionsystem,themountingbracketmusthaveanenoughstrengthofstructureinordertoavoidanoverloadfractureofthemountwhiledriving.M

7、eanwhile,themodalfrequencyofthemountbracketshouldbedifferentwiththemainengineexcitationfrequencyincaseofavoidingtheresonance.Therefore,developingagoodperformanceofthemountingbracketisanimportantpartofthedesignofasuspensionsystem.Firstly,themodelofthepowertrains

8、ystemisestablished,andtherelevantparametersofthepowertrainaremeasured.Theboundaryconditionsandtheloadofthemountingbracketaredetermined.Inaddition,theloadsofdifferentworkingc