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《华中科技大学》 2011年
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发动机悬置系统动力学建模及优化研究

张云清  
【摘要】:发动机悬置系统的动力学建模与优化是研究汽车NVH性能的关键技术。本文对多惯性通道液阻悬置建模理论、含不确定性参数的悬置系统动力学分析及稳健优化设计、橡胶悬置的多目标结构拓扑优化及含分数阶导数粘弹性特性部件的振动系统动力学分析等四个方而进行了研究。主要研究工作如下: 1)建立了多惯性通道液阻悬置动特性仿真分析的集总参数模型,提出了计算惯性通道流量阻尼系数的液-固耦合有限元分析方法,该方法可以计算上下液室的压差与流量的关系,利用最小二乘法估计流量阻尼系数。对多惯性通道的动刚度以及其滞后角的计算方法进行了推导,给出了滞后角峰值频率的计算公式。揭示了惯性通道的数目、惯性通道长度、惯性通道截面积等参数对动刚度、滞后角及滞后角峰值频率的影响规律。 2)阐述了发动机悬置系统设计参数的不确定性,针对发动机悬置系统的参数不确定性进行了深入分析,利用Monte Carlo方法、灵敏度参数分析方法、基于响应面及区间算法对发动机悬置系统的不确定性进行了分析,给出了响应结果的不确定性区间;利用响应面分析结果对发动机悬置系统进行了稳健优化设计,并对液阻悬置进行了稳健性优化设计。 3)阐述了橡胶材料的本构模型以及本构模型参数的辨识方法,提出了橡胶悬置的多目标结构拓扑优化模型,优化模型中综合考虑了悬置结构的各向刚度、疲劳寿命、体积(质量)等多个目标函数。进行了物理样件的试制,通过台架实验、非线性有限元分析等手段对结构拓扑优化结果的有效性进行了验证,为橡胶悬置的结构设计与优化提供了有效方法。 4)阐述了分数微积分的数学基础,主要包括分数阶导数的主要定义、主要性质及其数值离散方法。推导了粘弹性材料的五参数分数导数本构方程。将广义a方法推广到含五参数分数导数粘弹性项的振动方程的求解,构造了一种可耗散系统高频响应保持低频响应的新求解方法,结合含分数阶导数粘弹性特性部件振动系统进行了动力学分析,为进一步研究包含分数阶粘弹性特性部件的车辆动力学系统的建模及响应计算打下坚实的理论基础。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK403

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡金芳;计及弹性基础的动力总成悬置系统特性分析与解耦研究[D];合肥工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 冯振东,王立公,宋传学;动力总成液力悬置的动特性仿真[J];汽车工程;1994年04期
2 王立公,冯振东;汽车动力总成液力悬置——一种新型隔振元件的结构发展[J];汽车工程;1994年06期
3 范让林,吕振华,冯振东,张建文;惯性通道-解耦膜式液压悬置动特性分析[J];汽车工程;1997年04期
4 裘新,吕振华,林逸,邵成;轿车动力总成液压悬置及副车架系统隔振性能的研究[J];汽车工程;1999年03期
5 王利荣,吕振华;汽车动力总成液阻型橡胶隔振器的研究发展[J];汽车工程;2001年05期
6 郭峰,吕振华,侯之超;动力总成刚体惯性参数的识别方法研究[J];汽车技术;2004年08期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张云侠;液阻悬置动态特性仿真与试验研究[D];上海交通大学;2007年
2 潘孝勇;橡胶隔振器动态特性计算与建模方法的研究[D];浙江工业大学;2009年
3 李堑;汽车发动机液阻悬置动态特性与参数辨识研究[D];上海交通大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宫彬彬;高洪波;钱稷;;温室侧窗开窗形式对流量系数取值的影响[J];安徽农业科学;2009年20期
2 葛友刚;贾志绚;李捷;董永富;;基于ADAMS/Car的车辆频率响应仿真分析[J];辽宁科技大学学报;2012年01期
3 孙晓强;陈龙;张孝良;聂佳梅;陈兵;;基于ADAMS的滚珠丝杠式ISD悬架平顺性仿真研究[J];车辆与动力技术;2012年02期
4 滕红智;吕建刚;刘云;宋彬;;新型仿生扑翼推进装置的仿真[J];兵工自动化;2007年09期
5 任智敏;;浅谈火炮虚拟样机技术及虚拟样机试验室[J];兵工自动化;2009年05期
6 梁辉;王玉林;马春茂;潘江峰;;发射药协调器虚拟样机建模与仿真[J];兵工自动化;2011年05期
7 杨涛;王红岩;;装甲车体疲劳裂纹扩展寿命预测方法研究[J];兵工学报;2010年02期
8 李强;潘存云;徐海军;;基于渐开线环形齿球齿轮齿盘传动的定向平台动力学建模研究[J];兵工学报;2011年09期
9 施仁浦;;立轴涡流式除沙池的试验研究[J];北京农业工程大学学报;1989年02期
10 姜立标;倪强;;基于ADAMS/View的6×6越野车前独立悬架参数化设计与分析[J];北京航空航天大学学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;赵彬;;精密空气静压导轨组件传动系统的设计与分析[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 迟媛;余嘉;蒋恩臣;;基于ADAMS的动力差速式转向机构的运动学仿真[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 黄志龙;金肖玲;;具有分数阶导数阻尼的单自由度强非线性随机系统的响应与稳定性[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
4 陈宁;陈炎冬;;具有分数阶阻尼动力吸振器的隔振系统分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
5 马东兴;岳林;;基于虚拟样机技术的四足机器人步态设计与仿真[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
6 王红岩;芮强;;虚拟样机技术在装甲装备研制与开发中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
7 谢最伟;吴新跃;;基于ADAMS的碰撞仿真分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
8 岳杰;;CAE技术在新型无级变速器中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
9 王中双;徐长顺;陈集;;平面多体机械系统耦合动力学键合图法[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
10 徐培民;石珍强;包家汉;王宏光;;摇杆转向架式月球车刚柔耦合建模及分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 时培成;汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化研究[D];合肥工业大学;2010年
3 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
4 朱登亮;槽形竖壁冷凝强化规律研究与结构优化[D];华东理工大学;2011年
5 姚廷强;球轴承多体接触动力学研究[D];昆明理工大学;2009年
6 刘雪美;喷杆喷雾机风助风筒多目标优化设计[D];山东农业大学;2010年
7 刘永强;基于磁流变阻尼器的高速动车组半主动控制与时滞分析[D];北京交通大学;2011年
8 路永婕;重载汽车与路面相互作用动力学研究[D];北京交通大学;2011年
9 付江华;轻型客车关键橡胶隔振件性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
10 陈志勇;轻型车驾驶室液压悬置性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
2 姜波;挠性驱动盘疲劳试验台的研制[D];长春理工大学;2010年
3 王禹;双质量飞轮扭转疲劳试验台的研究[D];长春理工大学;2010年
4 胡宇龙;自由节曲线非圆齿轮引纬机构运动学反求设计与试验[D];浙江理工大学;2010年
5 余龙;基于多领域统一建模的液压支架建模与仿真[D];郑州大学;2010年
6 马伟伟;喷杆弥雾机气流辅助系统的设计与试验[D];山东农业大学;2010年
7 朱敏;内燃机排气噪声半主动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 毕国军;高弹性联轴器动态特性试验台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 于志远;海上风电安装设备液压系统仿真研究[D];大连理工大学;2010年
10 宋鲁涛;精密卧式加工中心的动态特性分析[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董荣梅;孙伟;许焕卫;;基于区间分析的非概率稳健优化设计[J];大连理工大学学报;2011年01期
2 程序,张建润,王志新;汽车发动机悬置系统动力设计[J];东南大学学报;1995年02期
3 温任林,颜景平;汽车发动机悬置系统多目标优化的研究[J];东南大学学报;1996年S1期
4 张湘伟,徐美和;非比例可变阻尼结构频响函数的二次摄动分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1991年02期
5 樊兴华,陈金玉,黄席樾;发动机悬置系统多目标优化设计[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年02期
6 郑冬黎;键合图理论在汽车动力总成液力悬置系统建模与仿真中的应用[J];湖北汽车工业学院学报;1999年04期
7 史文库,郑瑞清;主动控制电致伸缩液压悬置隔振特性仿真[J];吉林大学学报(工学版);2005年02期
8 周舟;王晓光;李波灏;;基于MSC Adams/View的动力总成悬置系统匹配设计[J];计算机辅助工程;2006年S1期
9 吕震宙,冯蕴雯,岳珠峰;改进的区间截断法及基于区间分析的非概率可靠性分析方法[J];计算力学学报;2002年03期
10 王天利;孙营;田永义;;基于能量法解耦的汽车动力总成悬置系统优化[J];机械设计与制造;2006年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 时培成;汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化研究[D];合肥工业大学;2010年
2 孙国春;汽车动力总成振动主动控制关键技术研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 郑瑞清;智能型电致伸缩液压悬置隔振特性研究[D];吉林大学;2004年
2 孙登兴;汽车发动机悬置技术研究[D];重庆大学;2005年
3 高媛;非支配排序遗传算法(NSGA)的研究与应用[D];浙江大学;2006年
4 王福臣;应用电磁作动器的主动式液压悬置隔振性能研究[D];吉林大学;2007年
5 冯创造;国产某轿车动力总成悬置系统隔振与优化研究[D];吉林大学;2008年
6 王景蓉;汽车动力总成悬置系统优化设计及动特性分析[D];合肥工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 李芳,凌道盛;工程结构优化设计发展综述[J];工程设计学报(机械·设备和仪器的开发技术);2002年05期
3 张铭钧,韩金华,郎毅翔;水下机器人运动规划中多目标遗传算法的操作方法[J];哈尔滨工程大学学报;2000年02期
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7 郭书祥,吕震宙,冯立富;基于可能性理论的结构模糊可靠性方法[J];计算力学学报;2002年01期
8 许素强,夏人伟;桁架结构拓扑优化与遗传算法[J];计算结构力学及其应用;1994年04期
9 周永华,陈禹六;结合性能评价的多目标价值链设计[J];计算机集成制造系统-CIMS;2004年02期
10 朱学军,王安麟,张惠侨;非稳态罚函数遗传算法及其用于机械/结构系统的健壮性设计[J];机械科学与技术;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王辉;大型水轮机振动分析及粘性流体与弹性结构耦合的有限元格式[D];清华大学;1997年
2 安伟刚;多目标优化方法研究及其工程应用[D];西北工业大学;2005年
3 张云侠;液阻悬置动态特性仿真与试验研究[D];上海交通大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻惠然,王长有,赵化民;CA6102型发动机悬置的研究[J];汽车技术;1992年01期
2 温任林,颜景平;汽车发动机悬置系统多目标优化的研究[J];东南大学学报;1996年S1期
3 樊兴华,陈金玉,黄席樾;发动机悬置系统多目标优化设计[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年02期
4 侯建付,冯振东,方传流;发动机悬置系统固有特性修改[J];汽车工程;1990年02期
5 钱振为,徐石安,陈立明;汽车发动机悬置系统结构动态参数的选择与子系统之间的匹配[J];汽车工程;1988年04期
6 梁天也;史文库;唐明祥;;发动机悬置研究综述[J];噪声与振动控制;2007年01期
7 刘献栋;张敏;单颖春;;陀螺效应对发动机悬置系统TRA解耦的影响(英文)[J];汽车工程学报;2011年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 刘慧娇;陈长征;;M1型汽车发动机悬置系统振动模态分析与优化[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
2 上官文斌;蒋翠翠;吴杰;;汽车动力总成橡胶悬置的建模及应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 上官文斌;蒋翠翠;吴杰;;汽车动力总成橡胶悬置的建模及应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年
4 赵登峰;;客车动力总成悬置匹配研究[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
5 赵登峰;;客车动力总成悬置匹配研究[A];河南省汽车工程学会第二届科研学术研讨会论文集[C];2005年
6 王亮;门永新;朱贞英;王志亮;赵福全;;某乘用车动力总成悬置系统优化及稳健性分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
7 谭祥军;;整车状态下的动力总成刚体模态分析[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
8 李征;纪金亮;杨河洲;;汽车动力总成悬置系统隔振性能优化设计[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张云清;发动机悬置系统动力学建模及优化研究[D];华中科技大学;2011年
2 李堑;汽车发动机液阻悬置动态特性与参数辨识研究[D];上海交通大学;2010年
3 李松波;车辆排气系统振动建模与动力学特性研究[D];上海交通大学;2008年
4 时培成;汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化研究[D];合肥工业大学;2010年
5 姜莞;商用车动力总成悬置性能模拟与疲劳寿命预测研究[D];吉林大学;2011年
6 李锐;基于磁流变液悬置的发动机隔振方法与试验研究[D];重庆大学;2009年
7 梁天也;主动控制式发动机悬置研究[D];吉林大学;2008年
8 章新杰;磁流变挤压悬置动态特性研究及其在汽车中的仿真应用[D];吉林大学;2011年
9 龙岩;基于改进传递路径分析方法的动力总成悬置系统优化设计[D];吉林大学;2010年
10 付江华;轻型客车关键橡胶隔振件性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋相强;基于动反力最小的发动机悬置系统的减振优化设计[D];东北大学;2008年
2 董志;重型电动轮自卸车发动机悬置系统研究[D];中南大学;2011年
3 李星;车用发动机隔振的仿真研究[D];沈阳理工大学;2012年
4 刘艳华;某乘用车发动机悬置系统的优化设计[D];吉林大学;2011年
5 刘慧娇;汽车发动机悬置系统隔振性能研究[D];沈阳工业大学;2012年
6 王宏元;斯太尔TAZ3260CB型自卸汽车动力总成悬置系统的优化研究[D];山东大学;2007年
7 李亮;液阻型悬置“固—液耦合”有限元分析[D];东华大学;2011年
8 贺良勇;空气弹簧式半主动液阻悬置开发及动特性研究[D];华南理工大学;2010年
9 杜明龙;工程机械驾驶室减振分析及研究[D];山东大学;2011年
10 姚明;汽车发动机悬置系统设计[D];武汉理工大学;2007年
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