基于正交试验的轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂刚度优化方法

驱动系统作为高速列车动力转向架的核心子系统,是高速列车安全运行的重要保障,但随着运行速度的不断提高,高速列车的可靠安全运行受到严重挑战。为了减小轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂节点的动态载荷,降低驱动系统关键部件的振动水平,对驱动系统悬挂刚度进行了优化研究。基于多体系统动力学理论,综合考虑轨道随机不平顺激扰、牵引动力传递和齿轮啮合作用等因素的影响,建立了轴箱内置式高速动车动力学模型;利用正交试验设计方法,以减小牵引电机吊点悬挂载荷和齿轮箱车轴铰接点垂向载荷为优化目标,研究牵引电机吊点、齿轮箱吊杆吊点、电机-齿轮箱连接点的悬挂刚度对车辆关键部件振动加速度和驱动系统悬挂节点动态载荷的影响规律;并采用极差分析法对其影响规律进行分析,获得驱动系统悬挂刚度的最优匹配组合。研究结果表明：与原始设计的驱动系统悬挂刚度相比,参数优化后牵引电机吊点的纵向载荷最大值减小22.3%,横向载荷最大值减小37.9%,垂向载荷最大值减小9.8%,齿轮箱车轴铰接点的垂向载荷最大值减小9.1%;此外,驱动系统悬挂刚度优化后的牵引电机、齿轮箱、轴箱的横向振动加速度均明显减小。     

被动吸振器组在传动系统宽频减振中的应用研究

本文中基于车辆动力传动系统4自由度动力学模型,利用特征值灵敏度分析,获得影响各阶固有振动的关键转动惯量,确定共振频带附近激励时所需动力吸振器的安装位置。根据外部激励的宽频转矩模型与系统固有振动之间的关系,将振动频带切割分段,在相应频段的相应位置安装对应动力吸振器分段控制。然后对各个动力吸振器进行最优参数匹配设计,并对安装动力吸振器组的传动系统进行移频特性和固有振动能量分析,佐证减振机理。最后对安装动力吸振器组的传动系统进行瞬态振动分析,验证该方案对传动系统宽频减振的有效性。     

动力吸振器在CVT车型LockUp方向盘振动控制中的应用

在介绍CVT车型LockUp工作原理和动力吸振器工作原理的基础上,针对某款车型的Lock Up方向盘振动问题,分别对Lock Up传递路径和方向盘共振特性进行了分析。结果表明,驱动轴和悬置入力是产生此问题的主要原因。但是考虑到驱动轴和悬置系统改动难度大的问题,提出了采用动力吸振器进行方向盘振动控制的方法。通过优化动力吸振器参数,成功使得方向盘的振动减小到了可接受的范围。     

基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。     

动力总成悬置系统的动力吸振作用探讨

文中探讨动力总成悬置系统作为车身动力吸振器的理论，建立了基于ADAMS的CAE模型对其吸振效果进行考察和优化。为整车特别是车架（或承载式车身）的振动控制提供了一种新的思路。     

动力吸振器在方向盘抖动优化中的应用研究

针对车辆在粗糙路面行驶时及传统车辆在加速过程中存在的方向盘抖动问题,采用方向盘动力吸振器是行之有效的解决方案。文章通过振动传递、转向管柱模态等方面的实车试验对比,证明了方向盘动力吸振器对改善方向盘抖动问题具有显著效果。同时,通过对比不同频率动力吸振器的改善效果,为方向盘动力吸振器调试提供参考。     

某轻型驱动桥动力吸振器设计

以某轻型客车后驱动桥为研究对象,经CAE分析和模态试验验证表明:后桥的一阶固有频率处于该频率带范围内,后桥共振是引起振动极值的主要原因之一。基于该驱动桥的基本参数进行动力吸振器设计,确定动力吸振器的关键参数。对吸振器进行动力学仿真分析和整车搭载试验。结果表明:仿真分析结果与试验结果相吻合,加装动力吸振器能较为显著地降低驱动桥振动,提升NVH性能。     

基于Simulink的轮边驱动电动车振动分析与仿真

为解决轮边驱动电动车安全性和平顺性低的问题,文章以基于吸振原理的轮边驱动电动车垂向3自由度系统为例,运用机械振动学原理建立动力学微分方程,采用状态空间法将此系统的微分方程转化为便于Matlab/Simulink软件仿真的模型。通过分析和仿真可以直接获得轮边驱动电动车沿垂直地面方向的运动曲线图,在正弦激励作用下,动力吸振器、车轮及车身均作周期性运动。将机械振动学和Simulink软件相结合能够准确方便地对轮边驱动电动车的振动进行分析与仿真,为处理类似的汽车振动系统仿真提供了参考。     

汽车方向盘怠速振动优化方法研究

针对某车型怠速工况方向盘振动过大的问题,介绍了抑制汽车方向盘怠速振动的三种典型方法,包括试验仿真相结合优化转向系统结构,提高转向系统固有频率;优化悬置橡胶软垫,降低方向盘怠速振动;以及使用动力吸振器降低方向盘怠速振动。结构优化既提升了模态又可以降低重量,悬置刚度优化及动力吸振器的使用同样有效降低了方向盘怠速振动。     

轻型客车动力总成弯曲振动控制的试验研究

动力总成的弯曲振动对汽车的振动和噪声有着重要的影响。应用模态识别技术对其轻型客车动力总成弯曲振动的固有特性进行了测试，设计了一阻尼式动力吸振器。通过装车试验证明，该动力吸振器对汽车动力总成的弯曲共振有较好的抑制作用。     

Vossloh300扣件阻尼频变对高铁高频振动的影响研究

以Vossloh300扣件胶垫为研究对象，利用配备温度箱的万能试验机测得其在-60℃~20℃的耗能刚度。在试验基础上结合温频等效原理及车辆-轨道垂向耦合Timoshenko梁模型，在频域内探究该型扣件频变阻尼对高铁轮轨系统动力特性的影响。结果表明:Vossloh300扣件胶垫在20℃，4 Hz激振频率下阻尼系数约152.2 kN/（m·s-1）。Vossloh300扣件频变阻尼主要影响车辆-轨道垂向耦合系统1/3倍频中心频率22 Hz以上的振动响应，即:①增大车辆和轨道系统22~56 Hz的中高频振动，同时减小其60~256 Hz的高频振动；②在512~1 500 Hz范围内，钢轨垂向1/3倍频加速度振级最大值增大了5 dB，同时，扣件力1/3倍频幅值最大值减小了92%。因此，为精确预测高速铁路车辆及轮下结构随机振动响应，需考虑扣件胶垫的阻尼频变特性。     

考虑车身柔性的发动机悬置参数分析与优化

为揭示悬置参数对整车NVH性能的影响,采用Admas软件建立了考虑车身柔性的动力总成悬置系统模型,仿真计算了液压悬置动刚度、损失角以及整车悬置点振动加速度值,并与实验数据进行了对比,验证了仿真模型的正确性;进而采用正交试验设计方法,以驾驶员座椅处地板垂向振动加速度均方根值作为试验指标,先后通过单因素和多因素分析,从悬置的33个参数中,快速找到对该指标影响最大的6个参数,最后对它们进行优化.结果表明:考虑车身柔性的发动机悬置多体动力学模型的仿真结果更接近试验值;而利用正交试验,可快速地对关键的悬置参数进行优化,效果良好.     

基于传递路径分析的动力传动系统NVH性能匹配研究

本文中对前置后驱汽车动力传动系统激振力的分配和传递路径进行了研究。通过在整车刚柔耦合模型上施加动力传动系统激振力,提取车辆关键硬点载荷并据此进行NVH性能的传递路径分析,从而对动力传动系统的主要参数进行匹配。针对某搭载四缸发动机前置后驱微车车内中低频轰鸣噪声问题,采用多体动力学方法和有限元法建立整车刚柔耦合模型,并通过KC试验和动态载荷试验验证了模型的准确性后,计算该车型在3挡全油门工况下的关键硬点载荷。根据噪声传递路径分析结果对动力传动系统参数进行匹配优化。试验结果表明,优化匹配后车内噪声明显下降,有效解决了中低频轰鸣问题。     

前副车架安装动力吸振器对加速车内噪声的改善

通过整车状态下副车架约束模态和油门全开道路行驶工况下的噪声振动测试和分析,确定了车内"嗡嗡"声的根源(发动机二阶激励引起副车架共振传递至车内)及其频段。在此基础上,采用在前副车架的悬置安装点附近安装一个动力吸振器的方案,在此之前为了确定吸振器的质量,讨论了等效质量的两种理论计算方法及阻尼比的设定,试验表明,吸振器的应用有效地衰减了副车架在该频段的振动,从而减小了对副车架垂向弯曲模态的激励,基本上消除了车内的噪声峰值,显著改善了加速工况下的车内噪声。     

动力吸振器在某车型声学开发中的设计及应用

论述动力吸振器设计开发原理,并从整车开发工程实践的角度出发,对传动轴的噪声-振动-平顺性(NVH)进行动力吸振器的设计。通过运用Head软件中的模态测试模块来确定噪声出现的频率,针对实际噪声工况设计吸振器的参数,并利用仿真和实车道路测试相结合的方法对吸振器效果进行验证。经验证该吸振器的设计解决了NVH 问题,改善了整车的驾乘舒适性。该方法可推广应用到整车其他零件的减振开发设计中去,对整车声学开发有积极的指导意义。     

基于动力吸振理论的车辆ISD悬架设计与性能分析

ISD(inerter-spring-damper)悬架是由惯容器、弹簧和阻尼器构成的一种新型车辆被动悬架。本文中基于动力吸振器在振动控制中的作用,利用惯容器动力学特性,建立了ISD悬架的单轮模型,设计出含有动力吸振器结构的ISD悬架,并对其进行仿真,用多目标遗传算法确定元件参数,分析ISD悬架的主频率特性和各性能指标(车身加速度、悬架动行程和轮胎动载荷)的振动传递特性。仿真结果表明,在0~15Hz低频段,与等刚度的传统被动悬架相比,ISD悬架改善了各性能指标的振动传递幅频特性,降低了各性能指标在共振频率1Hz附近的功率谱密度峰值。     

高速铁路路基不均匀沉降对胶黏道砟道床过渡段的影响研究

以中兰客专某车站为例，采用ABAQUS有限元软件建立胶黏道砟道床过渡段的车辆-轨道-路基空间耦合模型，分析列车双向行驶时不平顺激励下折角沉降差异值的影响规律。研究结果表明：折角沉降差异值增大时，列车从无砟轨道至有砟轨道钢轨垂向振动位移与轮轨力增大幅度明显大于反向行驶；上行和下行钢轨垂向位移最大峰值点均处在折角沉降起点9 m的位置，而车体垂向加速度、轮轨垂向力上行和下行其峰值点位置均不相同。     

用ERA法建立计及传动系扭振的整车振动模型

运用动态子结构综合原理建立了整车振动方程，用特征系统实现（ＥＲＡ）算法辨识子结构与动力学参数，从而建立了计及车体弹性，发动机支承刚度和传动系扭振的整车振动分析模型。利用该模型可更全面，真实地分析，预测和控制整车的异常振动。分析表明，计及传动系扭振与否，对整车频率及振动特性有明显影响。     

发动机曲轴动力吸振器橡胶应变分析

为了研究预估曲轴扭转振动产生应变的方法,讨论曲轴扭转振动和应变之间的关系,使用装有黏滞橡胶减振器的V型8缸非增压柴油发动机,进行了动力吸振器的橡胶应变和曲轴扭转振动的测量,从试验和计算2个方面进行了动力吸振器橡胶应变和曲轴扭转振动的分析,分别用黏性阻尼系数和磁滞阻尼系数进行了吸振器的橡胶应变和曲轴扭转振动计算.结果表明:用磁滞阻尼系数计算的动力吸振器橡胶应变比用黏性阻尼系数计算的橡胶应变更接近试验值.     

动力吸振器PQ定点理论研究

传统的被动式动力吸振器对窄频激励的减振有很好的效果,但是对于宽频激励的减振并不理想。针对这种情况,人们对主系统无阻尼时动力吸振器进行研究,得出了PQ定点理论。前人的研究中并没有讨论动力吸振器质量和固有频率对P、Q振幅倍率的影响。文章中推导了吸振器的质量比、固有频率比对定点PQ两点振幅倍率的影响。