基于有限元技术和试验模态的方向盘优化设计

文章针对某款乘用车在怠速工况下的方向盘振动问题进行了怠速振动试验,系统分析了引起方向盘振动的主要因素,利用有限元分析方法寻找最佳的优化方案以提高转向系统模态。对比优化前后的试验数据,方向盘的振动加速度得到明显改善。     

某轿车噪声振动的性能优化

某轿车产品研发过挥中,出现了车内噪声偏高、发动机怠速方向盘抖动2个严重影响乘坐舒适性的振动噪声问题,为了解决车内噪声偏高问题,采取了相关的措施,其中包括车身孔位的密封、旁路密封、车内钣金件的隔音、吸音处理.对于发动机怠速方向盘的抖动,一方面加强了发动机悬置软垫的装配质量一致性,另一方面调整了发动机悬置软垫的静刚度.通过这些措施的实施,解决了车内噪声声压级偏高和发动机怠速时方向盘的抖动问题,从而提高了产品品质.     

基于有限元模态综合与结构鲁棒性分析的叉车方向盘怠速振动抑制

针对某型叉车方向盘怠速工况下的剧烈振动现象,运用有限元仿真方法对叉车方向盘总成进行参数化建模及有限元模态综合分析,结合现场实测模态试验找出叉车方向盘总成剧烈振动的原因;在对方向盘系统进行结构重设计时,充分考虑零部件加工误差对系统性能的影响,提出具有结构鲁棒性的结构重设计目标及相应的设计方案;运用有限元仿真与样机实测试验,验证所提出方向盘振动抑制方案的有效性;有限元仿真与样机试验测试结果表明,该型叉车方向盘在怠速工况下的振动得到有效抑制.     

应用传递路径分析方法对方向盘抖动贡献量的研究

针对某国产样车存在的怠速时方向盘抖动的问题,采用传递路径分析方法寻找定位方向盘抖动的具体原因,将发动机4个悬置在x、y、z方向的振动作为路径输入端,以方向盘在z方向的振动作为目标点,建立了传递路径的分析模型.通过获取各条传递路径的传递函数来识别各输入端的工作载荷,计算了各条传递路径对方向盘抖动的贡献量,从而找出了发动机激励和悬置系统固有频率之间存在耦合的问题.根据弹性支撑系统的隔振要求,将发动机悬置系统固有频率设计为18 Hz,不仅解决了样车存在的怠速时方向盘抖动的问题,而且表明了用于车内振动分析的传递路径方法的正确性和有效性.     

XMQ6838Y客车动力总成悬置系统参数的优化设计

针对XMQ6838Y客车怠速时方向盘抖动和座椅振动剧烈的问题,以其动力总成悬置系统各阶模态的解耦率最大为目标和固有频率的分配为约束,构建一种以悬置元件离散刚度与连续位置为设计变量的优化设计模型.通过建立系统自由振动模型,获取其固有频率和六阶模态;利用能量解耦法,求解系统六自由度的解耦率.在MATLAB和iSIGHT集成条件下,采用刚度离散化的方法和自适应模拟退火算法,优化悬置系统设计参数.实验结果表明:优化后,该车型在启、闭空调时方向盘和各排座椅的三向振动均明显降低,尤其在开启空调时,方向盘Y向振动加速度由3.43 m·s^-2下降至0.35 m·s^-2,提升了乘坐舒适性.     

基于车内振动控制的汽车喇叭支架的优化

针对某国产样车喇叭工作时车内振动明显的问题,通过实验分析的手段确定振源为喇叭支架的结构共振.为了解决这一问题,建立喇叭的双质量振动模型,采用仿真与试验测试相结合的方法对喇叭支架结构进行优化改进,并在实车上进行对比验证.喇叭支架优化后车内振动得到了明显抑制,喇叭工作时方向盘、档把及脚踏板处的振动现象消失,表明了优化方案的有效性和合理性.     

关于汽车制动时方向盘振动的若干研究

汽车制动时所产生的方向盘振动过大是比较常见的故障,产生的原因多种多样,本文试图对主要由制动系统与道路共同引起的这类振动的研究思路进行一般性的阐述。     

基于TPA的发动机悬置系统开发及其主观评价

针对某前置前驱乘用车发动机悬置系统所产生的怠速抖动问题,基于传递路径分析(transfer path analysis, TPA)模型的悬置系统优化设计结果,对悬置系统进行样件试制.通过弹性体试验机试验得出了样件静刚度曲线.选定怠速开空调和怠速关空调2种测试工况进行了试验,通过布置三向加速度传感器测取悬置主动端、被动端和目标响应点的振动信号,验证悬置的隔振效果和整车的振动性能,并提出了完善的主观评价测试内容以及评价方法.结果表明:新开发的悬置系统的隔振率以及车内各关注点的振动响应量满足优化前所定的目标;新开发的悬置系统对整车所带来的乘坐品质和驾驶特性较好.     

某车型转向系统NVH性能分析与优化

针对某车型怠速时转向系统NVH性能存在的问题,采用仿真分析与实验测试相结合的方法,对汽车转向系统进行动力学特性分析. 建立转向系统的有限元模型并对其进行仿真分析,通过转向系统客观振动测试和模态测试,验证了有限元模型的正确性. 为了有效解决汽车怠速共振问题,基于有限元方法对转向系统进行尺寸优化,优化后系统NVH性能改善明显,达到了汽车舒适性的要求,验证了基于CAE仿真方法对转向系统振动特性优化的可行性.      

汽车发动机悬置隔振测试及研究

文章介绍了悬置的隔振理论,通过动力总成悬置对发动机振动的隔振试验,分析发动机怠速振动的原因,但没有与CAE的有限元分析相结合来提高悬置的隔振效果;最后提出在进行设计时,要使激振频率与悬置系统的固有频率之比在2.5～5之间.     

轻型商务车方向盘静动态特性分析

基于某轻型商务车方向盘模态固有频率需有效避开发动机频率以免造成两者频率耦合,进行了该车型方向盘固有频率CAE分析和测试对标工作,并有效地进行了方案的优化。根据模态对标和优化的结果,进一步对该方向盘进行了刚度、强度和耐久疲劳寿命的静、动态特性分析。分析和模态测试结果表明:方向盘各项特性均满足设计要求,有效地支持了该轻型商务车方向盘的开发工作。     

摩托车振动分析与改进

针对某摩托车手把振动存在的问题,从手把结构动特性和发动机激励间的匹配关系入手,分析与改进摩托车的振动。某125 mL摩托车振动舒适性的道路试验评价表明其手把振动较差,尤其在55 km/h左右时振动剧烈,严重影响了舒适性。路试还揭示了摩托车的高频激励主要表现为发动机的1阶往复惯性力。而结构模态分析表明手把管与56.7 km/h左右时的发动机激励会发生共振。因此修改手把管结构以提高其固有频率,最后进行了实车振动舒适性道路对比试验。结果表明修改后手把振动的共振车速提高了,改善了常用车速下的手把振动。分析结果表明手把管动态特性对手把振动具有重要影响,应避免与发动机激励发生共振。     

考虑多因素的装载机转向系统压力波动优化分析

针对装载机在转向过程中因油缸铰点布置位置产生的压力冲击和压力波动问题， 以最小行程差、最小力臂差及最小转向系统功率为目标函数，通过遗传算法进行优化，结合 AMESim 仿真及实验验证了优化结果的可行性 . 优化后行程差平均值减少了 89.23%，力臂差 平均值减少了 88.40%，发动机怠速和全速时转向所消耗的平均功率分别减少了 32.56% 和 24.03%. 通过深入研究行程差和力臂差曲线，确立了力臂差是引起压力波动的主导因素，结合 遗传算法对油缸铰点坐标进行二次优化 . 优化结果表明，行程差和力臂差的最大值较第一次 优化分别减少了14.29%和19.44%，实车油缸铰点改造后进行满载全转速快转实验，其压力曲 线未见明显压力异常.     

油液对油底壳模态的影响分析

针对柴油机湿式油底壳的振动特性问题,以4120s型柴油机为例,采用有限元法对不同充液量的油底壳模态频率和振型特征进行分析,并对存在油液时的油壳系统进行增加加强板的结构改进.结果表明:随着机油量的增加,油底壳模态频率逐渐降低,模态振型也发生了显著变化;形貌优化后的油底壳,固有频率有较大提高,刚度大幅度增加,有利于减振降噪...     

后轮随动转向车辆非线性动力学特性研究

向后轮随动转向系统中引入一种黏弹性参数可变的黏弹性材料,以替代传统的橡胶衬套;基于黏弹性材料的分数阶本构模型,以及具有饱和特性的非线性魔术轮胎模型,建立了随动转向车辆的三自由度分数阶动力学模型;根据给定的车辆参数,利用MATLAB软件仿真研究了随动转向车辆的横向动力学行为。研究结果表明:在一定的参数条件下,随着车速的提高,后轮随动转向角发生了Hopf分岔现象;当车辆的行驶速度超过某个阈值时,随动转向车辆将发生明显的摆振,后轮随动转向角和车辆横摆角速度时间历程曲线均呈现出具有两个稳定幅值的周期振动,随动转向角相图上出现了两个极限环;后悬架中引入的黏弹性材料参数对随动转向车辆的非线性动力学行为具有明显的影响。该研究为后轮转向车辆横向动力学行为的半主动控制奠定了理论基础。     

考虑温度梯度的氧化锆整体叶盘振动特性分析

为了研究温度场对热障涂层(thermal barrier coatings, TBC)整体叶盘振动特性的影响,考虑温度梯度在叶片厚度方向的非线性分布,并建立TBC整体叶盘有限元模型。基于热-固耦合原理和稳态热传导理论,采用有限元方法分析了TBC整体叶盘模态特性,绘制坎贝尔图研究频率转向,并在频率转向区进行响应分析。结果表明：非线性温度分布的温度场会降低TBC整体叶盘的模态频率;其模态频率转向区的转向间隙因温升而逐渐降低;在激振力作用下,受迫响应曲线因温升而出现左倾趋势且响应峰值逐渐增大,影响范围在10%以内。可见温升对TBC整体叶盘振动特性影响显著。     

压气机动应力测试的叶-盘耦合分析方法

为评估发动机压气机转子叶片的振动特性和工作可靠性,基于循环对称结构模态分析基本理论,建立了大叶片在轮盘装配条件下的耦合振动特性分析方法。以压气机某级为研究对象通过循环对称建立叶-盘耦合结构有限元模型,得到叶-盘系统在静态和工作转速下的模态及应力分布,并通过与实验结果的对比验证了该方法的可靠性。利用Campbell图确定了叶片的危险转速,并评估特定转速下系统频率裕度,为压气机工作叶片动应力测量提供数值仿真技术支撑。     

带锯条掉齿前后横向振动位移及主频率变化规律

以MJ345A型木工带锯机为研究对象,在空载下利用振动分析仪和振动信号采集、处理、分析软件对带锯条的横向振动进行测试及信号采集,通过锯条横向振动位移、自功率谱分析,找出不同条件下锯条振动位移和主振型频率的变化规律.通过正交试验分析可知:锯轮主轴转速是对锯条横向振动位移影响最为显著的因素,其次为锯条张紧力,皮带张紧力为不明显因素.对带锯条掉齿前后的分析表明:如果测定带锯条横向振动位移范围在0.56~0.68μm,振动主频率范围在450~465 Hz,则说明锯条已经产生至少2个掉齿,为保证带锯机锯切安全及锯切质量需要及时更换新的带锯条;明确了带锯条掉齿前后横向振动位移、频率的变化规律.研究结果可为实际生产中充分合理利用带锯条,防止加工质量严重下降和危害人身安全事故的发生,适时更换锯条提供前期试验基础和判断的初步依据.