文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
动力总成悬置系统橡胶元件的结构分析与优化设计
姓名:马海军
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:朱训生;赵建才
20060201
上海交通大学工学硕士学位论文
符号说明
J z —发动机绕通过中心的横向主惯性轴 ZZ 轴的转动惯量;
m —发动机的质量;
b —发动机前支承到中心的距离;
l —发动机前后支承间的距离;
T
{q} −系统广义位移向量{}qxyz= {αβγ} ;
•
{q} - 系统的广义速度向量;
••
{q}- 系统广义加速度向量;
{M} −系统的质量矩阵;
{K} −系统的刚度矩阵;
m −系统的总质量;
,,II
Ixxxyxz−系统绕参考坐标轴的转动惯量;
KKK,, 为系统的总往复刚度;
xxyyzz−
Kij=− Kji ()ij≠为系统的各种耦合刚度;
KKK,, 为系统的总回转刚度;
ααββγγ−
I1 和 I 2 分别为第一和第二应变变量
III
上海交通大学
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
马海军朱训生
日期: 2006 年 2 月 15 日日期:2006 年 2 月 15 日
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学位论文作者签名:马海军
日期: 2006 年 2 月 15 日
上海交通大学工学硕士学位论文
第一章绪论
课题研究的背景及其意义
汽车是由多个具有质量、弹性和阻尼系统组成的复杂结构。由于其各个组成部分
的固有频率不同,汽车在行驶中常因路面不平,车速和行驶方向的变化,车轮、发动
机动力总成、传动系统的不平衡等外部和内部的激励作用而产生整车和局部的强烈振
动[1]。在这些振动中,发动机动力总成对汽车的振动影响尤为突出。发动机动力总成
在车架上的整机振动,不仅会引起车身钣金件与车架相连的其它零件等产生振动和噪
声,影响汽车的操纵稳定性和平顺性,还会影响其自身的工作质量和寿命,造成严重
的破坏。
近年来,随着汽车技术的日新月异,现代汽车设计向着小型化、经济化、轻量化
方向发展,中高级以下轿车普遍采用发动机前置前轮驱动型式,发动机多使用铝制平
衡性较差的四缸四行程发动机。而少缸、大功率发动机的应用,导致发动机振动激励
增大;车身质量的减小,车体刚度的降低,导致由发动机传递至车身的振动加剧,车
内的振动和噪声特性恶化。与此同时,随着整个社会经济的发展和人民生活水平的提
高,人们却对汽车的动态性能—例如,汽车行驶的舒适性、操纵稳定性、车内噪声
水平及音质等等—提出了越来越高的要求。为了很好地解决这些矛盾,发动机动力
总成悬置系统的技术研究也就越来越受到设计人员的重视。
发动机动力总成是通过悬置元件与车架连接起来的。悬置元件既是弹性元件又是
减振装置,其性能的好坏直接影响动力总成振动向车体的传递,并影响着整车的振动
和噪声。根据发动机动力总成的质量和转动惯量参数,合理地对悬置系统的参数进行
匹配设计和优化,不但可以减小振动,降低噪声以改善汽车的乘坐舒适性,还能提高
零部件和整车寿命[2]。
国内外有关领域的发展状况
随着车速的提高和汽车质量的逐步减轻,动力总成振动引起的各种问题日益突
出,动力总成悬置系统研究越来越受到汽车设计人员的重视。在解决问题的过程中,
国内外学者有效地利用力学知识建立了各种模型,逐步形成了一套较为完善的评价方
法:主要考虑发动机悬置系统的隔振性能,以刚体模态、扭矩轴线、一阶弯曲振型、
悬置系统