车辆动力传动系统扭转振动研究的理论与方法

旋转轴系的扭转振动是车辆动力传动系统的基本振动形式之一，也成为影响车辆整体性能的重要因素。本文阐述了动力传动系统扭转振动的产生、危害及研究意义，对动力传动系统扭振研究的建模方法进行了探讨，综述了扭振研究的理论和方法，并对扭振研究的发展进行了展望。     

冷连轧机主传动系统扭转振动分析

针对某钢厂冷连轧机的主传动系统,建立了扭转振动的模型,提出了扭矩放大系数的计算公式,得出扭矩放大系数TAF随坯料咬入时间的变化曲线,从而判断在坯料咬入时主传动系统中的薄弱环节的扭矩是否会造成机械故障,并得出了在咬入时间处TAF随薄弱环节的扭转刚度的变化曲线,根据圆轴扭转强度条件来判断薄弱环节是否满足强度要求,结合圆轴扭转强度条件提出了两种增大扭转刚度的方法,通过适当的改变薄弱环节的结构尺寸,实现了扭矩放大系数的降低。     

扭转减振器应用于前置后驱汽车传动系统扭振研究

针对某前置后驱汽车由传动系扭振引起车内低速轰鸣声的问题,建立了传动系统的扭振理论计算模型。基于扭振模型研究了扭转减振器及其转动惯量对传动系统扭振模态和传动系扭振响应的影响。最后将大惯量的扭转减振器应用于传动系统并实车测试,测试结果与计算分析结果吻合,传动系扭振得到了有效治理,车内轰鸣声消失,整车NVH性能得到了明显提升。     

前置后驱传动系统与驱动桥的耦合振动研究

某前置后驱车型在急加速工况下出现后桥振动剧烈和车内噪声强烈的现象,振动和噪声的频谱分析中对应发动机转速的二阶及四阶量为主要量。为研究该型振动的激励及产生机理,探究改善该车型急加速下的振动噪声性能的方法,建立了包括传动系统、后悬架、整体式后桥等在内的车辆多体动力学模型,分析了传动系统振动和后桥振动的耦合机制,发现该车型传动系统的扭转振动会激发整体式后桥的俯仰振动,并对两种改良方案进行了仿真验证。     

谐波齿轮传动系统非线性扭转振动仿真软件设计

结合谐波齿轮传动基本原理、非线性动力学理论、数值分析方法和计算机技术等设计方法开发了谐波齿轮传动系统非线性扭转振动仿真软件，该模型考虑了考虑传动误差、非线性扭转刚度以及间隙等非线性因素，仿真软件系统采用Windows界面风格、操作方便简捷、人机界面友好，是专为研究谐波齿轮传动系统的非线性动力学特性而开发的。对XB-80-134H型谐波齿轮减速器的实验结果证明了软件的有效性。软件仿真结果可以为设计以及实验分析提供依据。     

响应面法用于磨机传动系统扭转振动模型修正

大型设备传动系统的扭转振动影响系统的正常工作,严重时会导致系统损坏,避免共振是缓解扭转振动的有效手段,针对此问题,以某大型磨机设备为研究对象,建立以响应面法的有限元模型修正理论为基础的方法。通过扭转振动分析,经显著参数筛选,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数,对传动系统有限元模型可能存在的误差进行修正。在获得较精确模型的基础上,对其传动系统进行了基于响应面的优化设计,调整系统的模态频率,使其有效避开了系统的工作频率,实现了传动系统的优化,表明以响应面法的有限元模型修正方法对传动系统设计具有参考价值。     

考虑传动系统扭转振动的单节列车动力学特性分析

为对传动系统扭振特性给单节列车动力学性能造成的影响进行分析,把列车的传动系统简化为轴段与圆盘串联的系统,建立传动系统的扭振模型,同时计算由扭转振动产生的附加力矩。建立某高速列车的多体动力学模型,以附加力矩作为主要考虑指标,通过联合仿真,对比分析了考虑与不考虑动力传动系统扭振特性时单节列车在牵引工况下的动力学特性。结果表明,传动系统扭振对车身在横向、垂向上的振动加速度影响较大,在纵向上影响较小。但其给构架、轮对在纵向上会造成较大影响。因此,在对高速列车进行动力学分析时,考虑传动系统扭转振动特性,更符合列车的实际运行状态。     

电机参数对电动车传动系统扭转振动的影响分析

针对电动车传动系统存在的扭转振动问题,对传动系统的固有特性、电机的转矩特性及振动系统的动态响应进行了分析研究,提出了综合考虑控制电机动态特性和传动系统的机电耦合仿真方法。首先,建立了某集中式驱动电动车动力传动系统的扭转振动数学模型,分析了系统的固有特性,用实验数据验证了模型的准确性;然后,建立了永磁同步电机的矢量控制模型,分析了驱动电机的转矩特性;最后,基于驱动电机和动力传动系统的机电仿真模型,进行了电机参数的灵敏度分析。研究结果表明:在低频时,引入谐波转矩的各电机参数对动力传动系统扭转振动的影响呈正比关系;在中高频时,电机参数对传动系统的影响不成比例。     

汽车传动系统扭振问题的遗传算法优化

某前置后驱微型客车存在中低转速下车内轰鸣声的问题,分析研究表明该轰鸣声由传动系统扭振引起。首先建立传动系统扭振当量模型并进行自由振动计算和强迫振动计算,开展传动系统扭振测试,并将仿真计算结果与试验数据进行对比,以此验证模型的准确性。然后在此模型基础上对该车型传动系扭振特性进行分析和研究,基于遗传算法对传动系扭振问题进行优化,提出两种降低扭振幅值的方案:优化传动系统关键参数;加装双质量飞轮。对优化得到的数据制作样件并进行试验验证,结果表明加装双质量飞轮方案对降低扭振幅值效果更加明显。上述工作对解决同类问题具有一定指导意义。     

电动涡旋压缩机传动系统仿真优化与振动试验

为了解决电动涡旋压缩机传动系统偏心旋转部件惯性力不平衡引起的振动较大问题,基于动平衡理论对压缩机的传动系统进行力学分析,建立了传动系统的动力学模型,进行多体动力学仿真分析,优化偏心轮结构参数.根据优化后参数加工出偏心轮,完成样机装配后,使用振动加速度传感器在振动试验台上进行3000 r/min下3个进排气压力测试值下样...     

矿用汽车传动系统分析及其布置型式

重点介绍了矿用车辆传动系统的Z、W布置型式,通过对振动过程中万向节安装角度的变化以及动力学特性分析计算,得到了传动系统的设计数据及安装条件,可作为具体研究工作的基础,具有较高的工程实用价值。     

扭振系统中减小振动的阻抗协调法

对于由质量圆盘-扭簧组成的链式扭转振动系统，根据能量波理论，通过协调各组成环阻抗的方法，避免产生共振，达到减小振动强度的目的。     

农用运输车油气悬架振动特性仿真研究

以农用运输车减振为目的,建立了二自由度农用运输车油气悬架系统的数学模型,分析了油气悬架系统数学模型的非线性特性。运用AMEsim仿真软件,采用阶跃信号、谐波信号和随机信号模拟农用运输车典型行驶路况,对比分析了被动悬架和油气悬架的振动特性,验证了数学模型的正确性。通过比较两种悬架的振动特性、非线性特性和车身高度偏离静平衡状态的程度等3项指标,表明采用油气悬架可明显改善农用运输车悬架的振动性能,提高行驶平顺性和乘坐舒适性。     

基于PID控制的主悬架设计及其优化

利用经典的PID控制器针对1/4悬架进行主动悬架的设计.考虑到悬架多个性能指标的协调,本文利用遗传算法进行多个目标的优化及参数整定.经过优化,悬架的各个性能指标都有非常明显的降低,舒适性、安全性以及操纵稳定性都得到了非常明显的改善.     

轴系扭转振动计算方法的研究与分析软件的开发

扭转振动是具有旋转部件的机械系统普遍存在的力学物理现象,研究共振动特征具有重要的现实价值的现实意义.本文研究建立了轴系多分支扭转振动计算模型,并利用VB6.0开发了相应的计算软件,所开发的应用软件具有界面友好、功能完善、操作简便易行、通用性好等特点。为验证模型的软件的正确性,通过应用实例进行验证,结果表明模型和软件是正确可行的,对轴系扭振分析计算有很大的应用价值。     

采用遗传PID整定的电液伺服系统仿真研究

建立了电液伺服系统数学模型,提出了基于遗传算法的电液伺服系统PID参数整定方法,并利用Matlab编程软件进行仿真,仿真结果表明,基于遗传PID整定的电液伺服系统具有良好的稳定性和较强的鲁棒性,达到了预期的控制效果,表现出了优越的控制性能.     

机组轴系扭振智能测量系统研究

本文从汽轮发电机组的实际情况出发,充分考虑到测量精度和使用环境等方面的特殊要求,开发完成了一种新型智能化扭振测量分析系统。系统配置了2个测量机组轴系两端扭振的扭振通道和8个模拟量输入通道,由下位智能采集卡和上位PC及监测分析软件组成。上下位机通过FIFO存储器交换数据,使扭振信号的采集与分析可以同时进行,充分发挥了微处理器的实时测控功能和PC的快速数据处理能力。智能采集卡采用20MHz的80C196单片机,并充分利用该芯片的高速输入的特点,实现了扭振的在线高精度测量,扭角分辨率达到0.014°。信号处理电路全部采用程控方法,提高了采集卡的适应能力,可以应用到各种测量场合。实验测试表明该系统运行稳定可靠、抗干扰能力强、操作使用简便。     

硅油-橡胶复合阻尼式扭转减振器的设计方法及实验分析

降低发动机扭转振动的方法之一是加装曲轴扭转减振器。而传统的纯橡胶阻尼式曲轴扭转减振器由于其橡胶材料的滞后角普遍较小,因此不能在较宽的频域范围内提供适当的阻尼,导致其减振、隔振的效果较差。介绍了硅油-橡胶复合阻尼式扭转减振器的结构,建立了该扭转减振器的力学模型并提出了基于粒子群优化方法的设计参数优化方法。计算结果表明,优化后的系统中曲轴的扭转振动幅值降低,并通过实验验证了硅油-橡胶复合阻尼式扭转减振器控制发动机曲轴扭转振动的有效性。     

多目标的装夹方案优化及变夹紧力优化

夹具布局和夹紧力大小影响切削变形的大小和分布.基于遗传算法和有限元方法,提出一种夹具布局和夹紧力优化设计方法.该方法将同步优化夹具布局和夹紧力大小以及施加变夹紧力相结合,首先以加工变形最小化和变形分布最均匀为目标同步优化夹具布局和夹紧力大小,然后在优化后的夹具布局的基础上求解使得加工变形最小的变夹紧力大小.使用该方法进行底座薄壁零件的夹具优化设计,结果表明优化得到的设计优于经验设计和多目标优化方法,该方法有效地降低了加工过程中工件的变形,提高变形均匀度.     

履带车辆动力传动系统扭振的测试与分析

论述了扭振测试的两种方法,即稳态测试方法和动态测试方法.在扫频分析理论的基础上,提出了扭振实车动态试验的条件和加速时间的要求,建立了试验测试系统,并对某型装甲履带车辆的动力传动系统进行了实车道路测试试验.通过对试验数据的分析处理,得到了车辆发生扭转共振时发动机的转速和谐次,为分析、评价车辆动力传动系统扭转振动的合理性提供了试验方面的依据.