基于ADAMS的轻卡动力总成悬置系统怠速隔振性能优化设计-王宇航
基于ADAMS的动力总成悬置系统的隔振仿真研究
A于ADAMS的发动机总成悬置系统的改进设计
O p tim iza tio n o f Eng ine Mo un ts S ys tem B a se d o n ADAM S
表 5 优化后悬置系统各向刚度值 Ta b. 5 Ea ch R ig id ity o fM o un t S ys tem a fte r O p tim iza tio n
方向
x
y
前悬置
117
40
后悬置
30
26
N /mm z 528 58
·92·
拖拉机与农用运输车 第 4期 2007年 8月
质量 / kg
J xx
J yy
J zz
J xy
J xz
J yz
327. 2
9. 58 34. 18 31. 65 0. 466 1 - 4. 663 - 0. 503 3
表 3 原车发动机总成悬置点的各向刚度
Ta b. 3 Ea ch R ig id ity o fM o un t Po in ts o f O rig ina l Eng ine Pow e r Tra in
3. 2 目标函数
由表 4分析可知 ,悬置系统需要改进的就是要实现在其主要激
振力作用方向上解耦程度的提高及模态频率的合理安排 ,为此基于
能量法解耦 ,建立优化目标函数 ,定义系统沿 z轴移动和绕 x轴转动
的动能百分比为 100%。
3. 3 约束条件
基于能量法解耦 ,需要考虑如下约束 :对选取的设计变量 (后悬
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车动力总成悬置系统的性能逐渐成为影响汽车舒适性和稳定性的关键因素。
本文旨在分析汽车动力总成悬置系统的振动问题,并提出相应的优化设计方案,以提高汽车的驾驶体验和性能。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统是连接发动机、变速器和底盘的重要部分,其主要作用是减少振动和噪声的传递,提高汽车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
该系统通常由发动机悬置、变速器悬置和副车架等组成。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 振动产生原因汽车动力总成悬置系统的振动主要来源于发动机的运转和道路的不平度。
发动机运转时产生的振动会通过悬置系统传递到车身和底盘,而道路不平度则会导致整个动力总成系统的振动。
2. 振动影响分析动力总成悬置系统的振动会对汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和发动机性能产生不良影响。
长期振动还可能导致悬置系统零部件的疲劳损坏,增加维修成本。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 材料选择优化优化材料选择是提高动力总成悬置系统性能的有效途径。
采用高强度、轻量化的材料,如铝合金、复合材料等,可以降低系统质量,提高系统的刚度和减振性能。
2. 结构优化设计结构优化设计是解决动力总成悬置系统振动问题的关键。
通过改进悬置系统的结构布局、增加减振元件和优化阻尼特性等措施,可以有效地减少振动和噪声的传递。
例如,采用多级减振结构,使系统在不同频率下的减振效果更加明显。
3. 智能控制技术应用智能控制技术如主动或半主动悬置系统,可以通过传感器实时监测系统的振动状态,并自动调整控制参数,以实现更好的减振效果。
这种技术可以提高系统的自适应能力和性能稳定性。
五、实例分析以某款汽车的动力总成悬置系统为例,通过对其振动问题进行详细分析,发现主要问题在于发动机运转时产生的振动过大。
针对这一问题,我们采用了上述的优化设计方案,包括采用高强度铝合金材料、优化结构布局和增加减振元件等措施。
基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计
基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计摘要:本文基于ADAMS软件,对悬架系统进行了动力学仿真分析与优化设计。
通过建立悬架系统的模型,应用动力学仿真技术,研究了悬架系统在不同工况下的动力学性能,并进行了相应的优化设计。
仿真结果表明,通过优化设计,悬架系统的动力学性能得到了明显的提升,进而提高了整车的操纵稳定性和行驶舒适性。
1. 引言随着汽车工业的发展,悬架系统的性能对于整车的操纵稳定性和行驶舒适性起着至关重要的作用。
因此,对悬架系统进行动力学仿真分析和优化设计具有重要的理论意义和工程应用价值。
2. 悬架系统模型建立首先,根据悬架系统的实际结构和工作原理,建立了悬架系统的运动学和动力学模型。
模型包括弹簧、减振器、转向杆等各个部件,并考虑了车轮与地面之间的接触力和摩擦力。
通过ADAMS软件的建模工具和功能,对悬架系统进行了准确地建模。
3. 悬架系统动力学仿真基于悬架系统的模型,进行了不同工况下的动力学仿真分析。
通过设定不同的工况参数,如路面不平度、悬架系统参数等,研究了悬架系统在不同路况下的动力学性能。
仿真结果显示了悬架系统的悬架行程、车体加速度、横向加速度、滚动转矩等关键参数的变化规律。
4. 悬架系统优化设计根据悬架系统动力学仿真的结果,对悬架系统进行了优化设计。
通过改变悬架系统的参数和结构,优化了悬架系统的动力学性能。
具体而言,通过增加弹簧刚度、调整减振器阻尼等方式改善了悬架系统的行程和刚度特性。
通过优化悬架系统的参数,达到了提高整车操纵稳定性和行驶舒适性的目的。
5. 结果与分析通过悬架系统动力学仿真和优化设计,得到了悬架系统在不同工况下的性能变化趋势。
仿真结果表明,通过合理的优化设计,悬架系统的行程和刚度均得到了明显的改善。
同时,整车的操纵稳定性和行驶舒适性也得到了显著提升。
6. 结论本文基于ADAMS软件,对悬架系统进行了动力学仿真分析与优化设计。
通过建立悬架系统的模型,进行了不同工况下的仿真分析,并进行了相应的优化设计。
基于ADAMS的某客车动力总成悬置隔振性能分析
基于ADAMS的某客车动力总成悬置隔振性能分析悬置隔振系统是客车动力总成中重要的部分,其主要功能是减少发动机和驱动系统产生的振动传递到车身上,提高行车舒适度和乘坐品质。
本文将通过ADAMS软件对客车动力总成悬置隔振性能进行分析。
首先,建立悬置隔振系统的ADAMS模型。
模型包括发动机、传动系统、悬置部件和车身等组成部分。
通过ADAMS中的建模工具,可以将实际客车的悬置隔振系统进行准确的建模和仿真。
在建模完成后,我们需要设定模型的初始参数,包括发动机的转速、传动系统的传动比、悬置部件的刚度和阻尼等。
这些参数的设定将直接影响到悬置隔振系统的性能。
接下来,进行动力总成悬置隔振性能的仿真分析。
首先,我们可以对模型进行静态分析,确定悬置部件的初始位移和应力分布。
然后,通过ADAMS的动力学仿真工具进行动态分析,模拟车辆在不同路况下的行驶情况。
通过仿真分析,我们可以得到悬置隔振系统的关键性能指标,包括悬置部件的位移、速度和加速度等。
这些指标可以直接反映出悬置隔振系统的动力学性能和舒适性。
在分析过程中,还可以通过ADAMS的优化工具进行参数优化。
根据实际需求,我们可以通过调整悬置部件的刚度、阻尼和质量等参数,来优化悬置隔振系统的性能。
通过反复的优化过程,可以得到最佳的悬置隔振系统参数组合,以提高客车动力总成的舒适性和乘坐品质。
最后,根据仿真分析的结果,我们可以对悬置隔振系统进行改进和优化。
例如,增加悬置部件的刚度和阻尼,可以提高系统的抗震性能;调整悬置部件的质量分布,可以平衡车身的重心,提高行驶稳定性。
综上所述,基于ADAMS的客车动力总成悬置隔振性能分析,可以通过建立准确的ADAMS模型,进行静态和动态的仿真分析,优化参数组合,改进和优化悬置隔振系统的性能,以提高客车的行车舒适度和乘坐品质。
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化摘要:汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分,对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。
为了提高汽车悬架系统的性能,本文基于ADAMS软件对汽车悬架系统进行建模和优化。
首先,介绍了汽车悬架系统的组成和原理,然后利用ADAMS软件对其进行动力学建模,并进行了参数化设计。
然后,通过ADAMS的优化模块建立了优化模型,并设定了优化目标和约束条件。
最后,利用ADAMS进行参数优化,评估了优化后的悬架系统的性能和稳定性。
1.引言汽车悬架系统是车辆中起到缓冲和支撑作用的重要组成部分,对车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度起着重要的影响。
随着汽车工业的发展和人们对行驶安全和乘坐舒适度要求的增加,对汽车悬架系统的性能和稳定性提出了更高的要求。
因此,对汽车悬架系统进行建模和优化具有重要的理论和实际意义。
2.汽车悬架系统建模汽车悬架系统主要由弹簧、减震器和悬挂结构组成。
弹簧用于支撑车身和车轮之间的重量,减震器则用于减少由于路面不平而产生的振动。
悬挂结构起到连接车轮和车身的作用,并提供运动约束。
为了对汽车悬架系统进行建模,本文选用ADAMS软件进行动力学仿真。
首先,建立汽车悬架系统的三维模型,并设置合适的运动约束和连接关系。
然后,对系统进行刚体化处理,即将弹簧和减震器视为刚体,并通过刚体连接建立弹簧和减震器与车身和车轮的连接关系。
最后,通过添加合适的约束条件和初始条件,完成悬架系统的建模。
3.参数化设计为了对汽车悬架系统进行优化,需要对其相关参数进行设计和优化。
本文利用ADAMS的参数化设计功能对悬架系统的参数进行建模,并设置了相应的参数范围和步长。
通过参数化设计,可以根据实际需求快速调整和优化悬架系统的参数。
4.悬架系统优化在悬架系统优化中,本文设定了性能指标和约束条件,以最小化车身加速度和最大化车轮垂直位移为优化目标,同时考虑到车身重心的稳定性和悬架系统的刚度。
通过ADAMS的优化模块,对悬架系统的参数进行优化,并得到了最优解。
基于ADAMS的驾驶室悬置优化设计
基于ADAMS的驾驶室悬置优化设计
随着汽车技术的不断进步,驾驶舒适性成为越来越重要的设计指标之一。
驾驶室悬置系统是影响驾驶舒适性的重要因素之一。
本文通过ADAMS软件对驾驶室悬置系统进行了优化设计,旨在提高驾驶舒适性和行驶稳定性。
首先,建立了驾驶室、悬架系统和轮毂的三维虚拟模型,并在ADAMS软件中进行约束和边界条件设置。
然后,采用模态分析方法计算了模态频率和振型,并根据模态频率的大小和分布情况对悬置系统进行了初步分析。
接着,通过人体振动舒适性的相关标准,对驾驶室的振动舒适性进行了评估。
结果表明,驾驶室在某些工况下存在明显的振动不适感。
为了解决这一问题,采用了形状优化方法对驾驶室支架进行优化设计。
通过对支架几何形状的改进,提高了其刚度和强度,从而有效减少了驾驶室的振动幅值。
同时,为了验证优化效果,在ADAMS软件中进行了模拟分析。
与未优化前相比,优化后的驾驶室振动幅值大幅降低,满足了人体振动舒适性的要求,同时行驶稳定性也有所提高。
基于ADAMS的电动汽车动力总成悬置系统优化
王星【Leabharlann 刊名称】《客车技术》【年(卷),期】2015(000)003
【摘 要】为解决某电动汽车在行驶过程中振动过大的问题,建立该汽车动力总成悬置系统的模型,利用ADAMS/Vibration对其固有特性和模态解耦率进行了分析;以悬置元件的刚度系数为设计变量,以能量解耦度为目标函数,使用ADAMS/Insight对悬置元件进行优化设计;并仿真该电动汽车动力总成在时域及频域下的振动情况,优化后动力总成振动情况有所改善,悬置系统的NVH性能有所提高.
4.基于ADAMS的动力总成悬置系统灵敏度分析与优化 [J], 赵士超; 孙永厚; 段鹏
5.两挡纯电动汽车动力总成悬置系统优化设计 [J], 刘成强;徐海港;张建武;林连华
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【总页数】5页(P31-35)
【作 者】王星
【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中 文
【相关文献】
1.电动汽车动力总成悬置系统优化 [J], 李尧尧;王晖
2.基于Adams的电动汽车动力总成悬置系统分析与优化设计 [J], 张珂;赵鹏飞;赵增耀;李重浩;陈文斌;童芸
3.基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计 [J], 张贵勇;孟宪鹏
动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计
动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计汽车动力总成通过悬置系统与车身相连接,如果其振动不能被有效隔离就会传递到车身,一方面会引起车内座椅、方向盘等位置的振动,另一方面也会引起车身壁板的振动,从而向车内辐射噪声,进而影响乘员的听力和舒适性。
另外,汽车行驶时受到路面冲击,若悬置系统设计不当,会使动力总成产生较大的振动幅值,与附近零部件产生干涉。
因此,合理匹配悬置系统的各項动力学参数,有效隔离发动机振动向车身的传递,对于控制整车的振动与噪声,提高车辆的NVH性能是至关重要的。
标签:悬置系统;固有频率;解耦率;隔振性能;ADAMS引言:以某皮卡车辆动力总成悬置系统为研究对象,针对车内振动噪声大的问题,对悬置系统进行优化设计。
在多体动力学软件ADAMS中建立了系统的简化模型,计算其固有特性包括固有频率、解耦率及振型。
结果表明,以动反力最小为优化目标时,悬置系统总受力降低了7.8%,并且主要方向的解耦率大于90%,满足目标要求。
1汽车动力总成悬置系统模型的建立汽车的动力总成包括发动机与变速箱,悬置元件总成通过车身与发动机变速箱相连,其主要功能是用来支撑,隔振与限位。
汽车舱内合理的布置动力总成悬置系统是提升汽车舒适性的关键途径之一。
动力总成的振动及路面的激励通过悬置传递给车身,所以建立合理的动力总成悬置系统模型,并对其模态及解耦率优化分析,是提高动力总成悬置系统隔振性能的主要方法。
悬置系统进行模态分析与优化的目的是提高悬置系统的解耦率,并使各向的模态频率尽可能接近期望值,避开发动机怠速自振频率及道路激振频率。
2 动力总成悬置系统在动力总成悬置系统的优化及设计时,动力总成可以简化为一个具有3个平动和3个转动的刚体模型,如图1所示。
2.1 橡胶悬置元件的动力学模型作为悬置系统的主要隔振材料,橡胶悬置元件的力学模型的分析对动力总成悬置系统的研究极为重要。
橡胶在受力工作时往往会产生一定的滞后效应,这和橡胶的材料特性有关,它不仅具有弹性,同时还具有粘性。
基于的汽车动力总成整车系统隔振优化设计
and
transmits power
to
transmission mechanism while generating vibrations which is the main
of
vehicle vibration.As
a
part of the whole vehicle,powertrain while driving will be influenced by the
频率应该在激振频率的1加倍以下,因此,得出固
3
系统振动仿真分析
本文对采用三点悬置布置形式的某型号柴油
有频率上限应设定为18 Hz。表3显示系统的第6 阶固有频率为17.5l Hz,说明此系统具有一定的 隔振效果,满足实际需要∞J。 2)从系统振动能量分布来看,表3中动力总 成主振方向z向和口;向的振动能量分别占总振 动能量的68.8%和80.2%,说明动力总成悬置系 统沿各个方向的振动干扰大,即系统解耦率很低。 因此,需要对悬置元件的刚度和阻尼重新设置,以 降低振动干扰,提高隔振效率哺]。
随着人们的生活品质不断提升,对车辆乘坐 舒适性的要求也越来越高。动力总成因为发动机 燃烧和变速器齿轮之间的机械接触成为汽车振动
的主要来源。动力总成和底盘之间依靠悬置元件 连接,如何通过合理设置悬置元件的相关参数来 提高系统的隔振效率、降低振动传递等问题逐渐
收稿日期:2012—12—17
作者简介:潘公宇(1965一),男,江苏镇江人,博士,教授,主要从事汽车NVH性能研究。
潘公宇,等:基于Adams的汽车动力总成一整车系统隔振优化设计
3
KE(.|},1)=告—M(k,z)妒(kd)妒(Id)∞,2(8)
作为设计变量对系统进行优化设计。因此,利用 上述初步设定的悬置元件刚度参数对振动系统进 行仿真。
汽车动力总成悬置系统隔振分析及优化设计
AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计汽车动力总成悬置系统隔振分析及优化设计刘智聪 岳峰丽 王楷焱沈阳理工大学 汽车与交通学院 辽宁省沈阳市 110159摘 要: 随着汽车技术的发展及车辆设计水平的不断进步,汽车的性能也不断完善,在汽车的整体布置中悬置系统的合理化设计对汽车噪声及汽车振动的影响显得十分重要。
利用多体动力学仿真软件对动力总成悬置系统进行仿真分析和优化设计,利用Adams/View模块进行动力总成悬置系统简化及建模,并进行静态分析得出悬置系统模态解耦率及系统固有频率。
对悬置系统布置位置和刚度进行调整,对系统解耦率及悬置传递力的大小进行优化,对优化前后数据进行分析对比,最终优化后悬置系统的隔振性能有了大幅提升。
关键词:动力总成悬置系统 模态分析 隔振分析 优化1 引言汽车的振动对汽车NVH性能影响很大,汽车在路面正常行驶时有内部因素和外部因素两种因素对汽车振动造成影响。
外部因素主要是因为道路不平而引起汽车行驶时产生颠簸[1]。
内部因素主要是曲柄连杆机构往复惯性力引起的。
汽车动力总成悬置系统主要是由发动机变速器及各个悬置原件组成[2]。
所以合理的布置悬置系统的各项参数对于提升整车的NVH性能尤为重要[3]。
由于悬置系统结构复杂,现将各个悬置系统进行简化,分析单自由度系统振动模型隔振理论[4]。
本文首先对动力总成悬置系统利用多体动力学仿真软件ADAMS进行固有频率分析得到各阶模态能量,后将悬置系统的位置及刚度作为优化变量。
以悬置传递力的大小作为优化目标进行优化,对比优化前后数据得出结论。
2 动力总成悬置系统仿真分析2.1 建模参数本文所研究的悬置系统为三点式布置形式,具体参数如下图所示:表1 动力总成各悬置点坐标(mm)表2 动力总成各悬置方向上的刚度(N/mm)表3 动力总成质心位置坐标(mm)2.2 仿真分析利用多体动力学分析软件ADAMS进行动力总成悬置系统静态分析,可得到系统各Vibration Isolation Analysis and Optimization Design of Automobile Power-train Suspension SystemLiu Zhicong,Yue Fengli,Wang KaiyanAbstract: W ith the development of automobile technology and the continuous improvement of the level of vehicle design, the performance of automobiles is constantly improving. In the overall layout of the automobile, the rational design of the suspension system has a very important effect on automobile noise and automobile vibration. The paper uses multi-body dynamics simulation software to perform simulation analysis and optimization design of the power-train suspension system, uses Adams/View module to simplify and model the power-train suspension system, and perform static analysis to obtain the suspension system modal solution coupling rate and natural frequency of the system. The placement and stiffness of the suspension system are adjusted, the decoupling rate of the system and the transmission force of the suspension are optimized, and the data before and after optimization are analyzed and compared. After the optimization, the vibration isolation performance of the suspension system has been greatly improved.Key words:power-train mounting system, modal analysis, vibration isolation analysis, optimization134AUTO TIMEAUTO TIME135| 汽车设计时代汽车 阶解耦率及振动情况,结果如表5所示。
基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计
基于ADAMS的汽车前独立悬架优化设计王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【摘要】为了进一步改善汽车悬架的运动学性能,对汽车前独立悬架进行优化设计.首先,利用ADAMS/Car模块分别建立汽车麦弗逊前独立悬架和双横臂前独立悬架模型,并针对两类悬架设计双轮平行跳动和异向跳动仿真试验;然后,在ADAMS/Insight模块中选取部分硬点坐标作为试验变量,进行灵敏度分析;最后,调整硬点坐标,对前轮定位参数进行优化设计.在两类悬架的双轮平行跳动和异向跳动试验中,悬架定位参数变动范围及变化量基本一致,前轮前束角、前轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角均达到理想变化范围,其中双横臂独立悬架优化效果最为明显.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】5页(P85-89)【关键词】汽车;ADAMS;悬架;优化设计【作者】王琳;业红玲;韦鹏;王鹏飞;梁玉瑶【作者单位】蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院机械与车辆工程学院,安徽蚌埠 233030【正文语种】中文【中图分类】U463.4悬架是车架与车桥之间的传力装置,其运动学性能对汽车的操纵稳定性和平顺性起着决定性作用[1-2]。
悬架质量对汽车性能的影响多为复杂的非线性关系[3],在关于悬架系统对汽车性能影响的理论研究中,以动力学建模和仿真的方法为主。
Zhang等人基于ADAMSCar针对麦弗逊前悬架主销外倾角和前轮前束角进行仿真优化,较好地改善了汽车行驶中操纵的稳定性[4]。
Yi等人利用ADAMS建立麦弗逊前悬架模型,设定目标函数,利用遗传算法求解目标函数,但未就不同悬架定位参数变化对汽车性能的影响作出分析[5]。
冯金枝等人运用NSGA-Ⅱ算法,考虑前轮前束角和外倾角的关联性,减少了目标函数的数量,对悬架进行多目标优化,提高了最优值的收敛性[6]。
基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计
基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计动力总成悬置系统是汽车上非常重要的部件,它可以减少驾驶员的驾驶疲劳,提高乘坐舒适性,同时也对车辆的操控性能和安全性能有着重要影响。
在动力总成悬置系统中,减震器是最核心的部件之一,它直接影响着车辆的行驶稳定性。
因此,对于动力总成悬置系统的优化设计是一个重要的问题。
ADAMS是一种基于多体动力学原理的软件,它可以模拟复杂动态系统的运动和力学行为。
在动力总成悬置系统的优化设计中,可以使用ADAMS 来进行多体动力学仿真和优化。
首先,需要建立动力总成悬置系统的多体动力学模型。
这个模型应包括车辆的底盘结构、悬挂系统以及其他与悬挂系统相关的部件。
模型中的每个部件都要考虑其几何特性、质量特性和刚度特性等。
根据实际需求,可以使用ADAMS提供的几何建模和质量属性工具来创建这些部件。
然后,需要给模型中的每个部件添加适当的边界条件和约束条件。
边界条件可以是车辆的运动状态、路面激励条件等。
约束条件可以是部件之间的关系、部件与地面之间的接触等。
这些条件可以通过使用ADAMS的运动分析工具来实现。
接下来,可以进行参数优化以优化悬挂系统的性能。
优化可以是单目标或多目标的,可以优化的参数可以是减震器的阻尼系数、刚度系数等。
可以使用ADAMS的优化算法来最优的参数组合。
优化的结果可以通过仿真和实验验证。
最后,根据优化的结果对悬挂系统进行修改和改进。
可以通过增加减震器的刚度或减震器的数量来改善悬挂系统的性能。
也可以通过改变减震器的几何形状或材料来改善悬挂系统的性能。
可以使用ADAMS的几何建模和分析工具来实现这些改进。
综上所述,基于ADAMS的动力总成悬挂系统优化设计可以通过建立多体动力学模型、添加边界条件和约束条件、进行参数优化和对悬挂系统进行修改和改进等步骤来实现。
这种方法可以提高悬挂系统的性能,减少驾驶员的驾驶疲劳,提高乘坐舒适性,同时也提高车辆的操控性能和安全性能。
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化
基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一,它直接影响着汽车的乘坐舒适性、行驶稳定性和操控性能。
为了改善悬架系统的性能,提高汽车的行驶安全性和乘坐舒适性,深入研究汽车悬架系统的建模与优化是非常重要的。
而ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款专业的多体动力学仿真软件,能够对汽车悬架系统进行精确的建模和运动仿真分析,进而进行性能优化。
首先,对汽车悬架系统进行建模是汽车悬架系统优化的基础。
利用ADAMS软件,可以根据实际的汽车悬架系统设计,将其通过建模工具进行几何建模。
在建模过程中,需要考虑到悬架系统的主要部件,如悬架臂、悬架弹簧、悬架减振器等,以及与其他系统之间的连接等。
接下来,通过ADAMS软件对汽车悬架系统进行仿真分析。
在分析过程中,可以通过建立相应的动力学模型,包括质量、惯性、弹簧、减振等参数,模拟汽车在不同路况下的行驶情况,分析悬架系统在不同激励下的动力学响应和性能指标。
例如,通过调整悬架臂的长度、弹簧的刚度和减振器的阻尼等参数,可以研究悬架系统的行进过程中的振动情况,并评估悬架系统的乘坐舒适性、行驶稳定性等性能。
最后,基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化,可以进行性能优化。
通过对悬架系统的建模和仿真分析,可以得到悬架系统在不同参数下的性能曲线,然后通过优化算法,寻找到使性能最优化的参数组合。
在优化过程中,可以利用ADAMS软件的优化工具,如遗传算法、粒子群优化等,对悬架系统的不同参数进行变化,以优化悬架系统的性能指标(如乘坐舒适性、操控性能等)。
综上所述,基于ADAMS的汽车悬架系统建模与优化是一项重要的研究工作。
通过建立悬架系统的数学模型,利用ADAMS软件进行仿真分析和优化计算,可以得到优化后的悬架系统参数,提升汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。
这项工作对于汽车制造商和研发人员来说,具有重要的意义,可以为汽车悬架系统的设计和调试提供参考和指导。
基于ADAMS的商用车驾驶室悬置系统的振动模态和传递特性
态试验 ,因此将前减振器卸下 ,并放掉 2 个后减振
器 ,但是弹簧元件保持不变 。在驾驶室四周布置 8 个拾振点 ,每个拾振点放置一个三向加速度传 感器 。试验系统如图 4 所示 , 试验采用双点步进
表 2 ADAMS 模态分析结果及试验结果对比 Table 2 Comparison of ADAMS modal analysis
由于驾驶室的振动直接影响到商用车的舒适 性 ,因此对驾驶室的振动特性的研究就显得十分 必要 。随着多体动力学软件的发展 ,通过建立虚 拟样机模型来分析汽车的振动特性已经成为了一
收稿日期 :2008212223. 基金项目 “: 863”国家高技术研究发展计划项目 (2007220101002381) . 作者简介 :王楷焱 (19832) ,男 ,博士研究生. 研究方向 :汽车系统动力学. E2mail :wildduk导师. 研究方向 :汽车系统动力学. E2mail : shiwk @jlu. edu. cn
1 驾驶室悬置系统 ADA MS 建模
本文采用交互式建模方法 ,即根据元件实际 尺寸通 过 CAD 软 件 建 立 实 体 模 型 , 并 导 入 到 ADAMS 中 。在 ADAMS 中添加力和约束 ,最终 得到完整的虚拟样机模型 。交互式建模的优点是 建立的模型具有较好的可视化外观 ,在振动分析 时可以很直观地分辨出模型振动特征 ,同时也可 以保证模型的精度 。
and test results
模
模态分析结果
态仿振
振
序真型
型
号频描
图
率述
/ Hz
试验结果
频
试振 验型 频描 率述
振 型 图
率 误 差
/%
/ Hz
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车动力总成悬置系统的性能对于整车舒适性和稳定性越来越重要。
汽车动力总成悬置系统作为连接发动机和车身的重要部件,其振动特性直接影响到汽车的乘坐体验和行驶安全。
因此,对汽车动力总成悬置系统的振动进行分析,以及进行优化设计,已经成为汽车研发过程中的重要课题。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机、悬置支架、橡胶支座等组成。
其主要功能是减少发动机振动对车身的影响,同时通过合理的布局和设计,提高整车的乘坐舒适性和行驶稳定性。
在汽车行驶过程中,由于发动机的工作特性和路面条件等因素的影响,动力总成悬置系统容易产生振动和噪声。
因此,如何对这种振动进行分析并对其进行优化设计是本研究的重点。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析1. 动力学模型建立为了更好地了解动力总成悬置系统的振动特性,需要建立其动力学模型。
该模型应包括发动机的振动特性、悬置支架的结构特性以及橡胶支座的动态特性等。
通过建立模型,可以模拟出汽车在不同路况下的振动情况,为后续的振动分析和优化设计提供依据。
2. 振动特性分析通过动力学模型的分析,可以得出动力总成悬置系统的振动特性。
主要包括系统的固有频率、振型和阻尼比等参数。
这些参数对于理解系统的振动特性和进行优化设计具有重要意义。
四、汽车动力总成悬置系统优化设计1. 设计目标与约束条件在进行优化设计时,需要明确设计目标。
一般来说,优化设计的目标包括提高乘坐舒适性、降低噪声和减少振动等。
同时,还需要考虑一些约束条件,如发动机的安装空间、悬置支架的结构强度等。
2. 优化方法与步骤针对上述设计目标和约束条件,可以采用多种优化方法进行设计。
如多目标优化算法、有限元分析等。
在优化过程中,需要逐步调整系统的参数,如橡胶支座的刚度、阻尼等,以达到最优的振动性能。
五、实例分析以某款汽车的动力总成悬置系统为例,通过建立其动力学模型,对其振动特性进行分析。
《2024年汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》范文
《汽车动力总成悬置系统振动分析及优化设计》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展,汽车动力总成悬置系统的性能对于整车舒适性和稳定性越来越重要。
动力总成悬置系统的主要功能是支撑和固定发动机、变速器等重要部件,同时通过减震和隔振技术来降低系统振动对整车的影响。
本文旨在分析汽车动力总成悬置系统的振动问题,并提出相应的优化设计方案。
二、汽车动力总成悬置系统概述汽车动力总成悬置系统主要由发动机悬置、变速器悬置等组成,其结构形式和性能直接影响整车的舒适性和稳定性。
在汽车行驶过程中,由于道路不平、发动机运转等因素,动力总成会产生振动和噪声,这些振动和噪声会通过悬置系统传递到车身,影响整车的舒适性和稳定性。
三、汽车动力总成悬置系统振动分析(一)振动来源及传递路径汽车动力总成的振动主要来源于发动机运转、道路不平等因素。
这些振动会通过发动机悬置、变速器悬置等传递到车身,进而影响整车的舒适性和稳定性。
(二)振动问题分析在汽车动力总成悬置系统中,由于设计、制造和装配等因素,可能会产生以下振动问题:1. 悬置系统刚度不足,导致系统在受到外力作用时产生过大变形;2. 悬置系统阻尼不足,导致振动衰减缓慢,影响整车的舒适性;3. 悬置系统与发动机、变速器等部件的连接不紧密,导致振动传递到车身。
四、优化设计方案(一)提高悬置系统刚度为了提高悬置系统的刚度,可以采用高强度材料制作悬置元件,同时优化悬置系统的结构形式,使其能够更好地承受外力作用。
此外,还可以通过增加悬置系统的支撑点数量来提高其整体刚度。
(二)增加悬置系统阻尼为了增加悬置系统的阻尼,可以在系统中加入液压减震器等装置。
这些装置能够有效地吸收和消耗振动能量,从而降低整车的振动和噪声。
(三)优化连接方式为了确保悬置系统与发动机、变速器等部件的连接紧密可靠,可以采用先进的连接方式和技术。
例如,可以采用高强度螺栓、焊接等方式来确保连接部位的牢固性和密封性。
此外,还可以在连接部位设置减震垫等装置,以降低振动传递到车身的幅度。
基于ADAMS的12自由度动力总成悬置系统怠速隔振分析
基于ADAMS的12自由度动力总成悬置系统怠速隔振分析本文通过使用ADAMS软件对一种12自由度动力总成悬置系统进行了怠速隔振分析。
该系统由车体、发动机、传动系统、悬挂等多个部位组成,其中悬挂系统通过减震器、弹簧等元件进行隔振。
本文主要采用了动力学建模方法,通过建立多体动力学模型并进行仿真分析,探究了该系统在怠速状态下的隔振效果。
首先,我们建立了该系统的多体动力学模型,并运用ADAMS软件进行仿真。
模型中包括车体、前后轮悬挂系统、传动系统、发动机等部位,总共12个自由度。
在仿真分析中,我们将车体处于静止状态,将发动机转速设定为怠速状态,即1000r/min。
在这种情况下,我们观察到整个悬挂系统的振动情况。
接下来,我们进行了不同条件下的仿真分析,观察到车体和发动机的振动情况以及隔振效果。
首先,我们观察到车体在怠速状态下存在一定的振动,这是由于发动机运转时的振动所致。
然而,通过仿真分析,我们发现悬挂系统能够有效地减少车体振动的幅度,从而起到了隔振的作用。
因此,我们可以得出结论,该悬挂系统在怠速状态下拥有较好的隔振性能。
此外,在仿真分析中,我们还对不同情况下的隔振效果进行了对比。
我们在模型中添加了减振器和弹簧等元件,模拟了不同的悬挂系统结构,从而观察到了不同结构下的隔振性能。
通过对比分析,我们发现,减振器和弹簧等元件的加入能够有效地提升悬挂系统的隔振性能,使车体在怠速状态下的振动幅度更小。
总之,本文通过使用ADAMS软件对一种12自由度动力总成悬置系统进行了怠速隔振分析,并得出了该系统在怠速状态下的较好隔振性能。
此外,通过对不同情况下的仿真分析,我们还对提升悬挂系统隔振性能的措施进行了分析。
这些研究成果对未来汽车工程领域的隔振技术研究具有一定的参考价值。
除了在怠速状态下的隔振性能,悬挂系统在行驶状态下的隔振效果同样重要。
在悬挂系统中,减震器和弹簧等元件将车体上的振动转化为了能够被吸收的能量,从而提高了行驶时的舒适性和稳定性。
基于Adams软件的发动机右悬置总成优化设计
根 计 结 开 新 置 , 据算果 发悬 软 下
4 9
《 装备制造技术) 02 2 1 年第 8 期
Mo in Co t l s a c a e n t e Se v y t m t nr o o Re e r h b s d o h r o S s e
HAN Jn - e ig w n
随着人们生活水平 的提高 ,对车辆舒适性能的 要求也越来越高。发动机是车辆的一个主要振源 , 其 振动经悬置系统传递至车身。所以悬置系统的设计 , 是汽 车减 振 的关 键 因素 之一 。 在悬 置 系 统设 计 过 程 中 , 据发 动机 总 成 、 根 主要 激振力 、 安装 条 件 等 因素 , 定 基 本 的设 计 参 数 , 确 然 后借 助 A a 建立 虚 拟样 机 ,实 现在 计算 机 上 仿真 dms 复杂 机 械 系 统 的运 动 和 动力 性 能 ,计 算 出模 态频 率 和振 型 、 解耦水平等 , 为我们设计 、 优化一个悬置系 统, 提供了高效 的途径 。
( )刚度 。悬 置 元 件 在 3个 弹 性 主轴 方 向上 的 1 ( 、 态) 动 静 刚度 ;
《 装备制造技术)02 2 1 年第 8 期
左悬置软垫 右悬置软垫
合程度分析和模态频率分布分析 , 对发动机悬置系统 进行分析 , 得到各个模态的固有频率如表 2 所列。
表 2 6个模态的 固有频率( z H )
一
图 2 发动机悬置 系统 6个模态振型
6 个模 态 中各个 自由度 的能量分 布 , 如表 3 列 。 所
表 3 优化后 的发动机悬置 系统六个模态 中 各 个 自 由度 的 能 量 分 布 百 分 比( ) %
阶数 l 2 3 4 5 6
基于ADAMS的某客车动力总成悬置系统分析及优化
基于ADAMS的某客车动力总成悬置系统分析及优化
徐燚;吴彰伟
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2013(51)4
【摘要】汽车动力总成的振动是汽车整车振动噪音的主要来源,如何有效地隔离动力总成的振动向车架/车身的传递成为汽车设计的一个重要问题.以某客车为研究对象,应用ADAMS软件建立了动力总成悬置系统13自由度振动力学模型,通过仿真计算,得到了在不同工况下动力总成质心处的各种运动响应曲线和各个悬置点支承处的动反力曲线,并对悬置系统的固有特性和双向隔振性能进行分析,研究了其动力总成橡胶悬置系统的双向隔振性能.最后,对其进行优化设计,将优化前方案和提供的两种优化方案进行比较,优化后悬置系统的隔振性能有明显的改善.
【总页数】7页(P52-57,76)
【作者】徐燚;吴彰伟
【作者单位】230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院;230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U469.1
【相关文献】
1.基于ADAMS的电动汽车动力总成悬置系统优化 [J], 王星
2.基于ADAMS的客车悬置系统隔振性能分析及优化设计 [J], 杨胜;孔刚
3.基于Adams的电动汽车动力总成悬置系统分析与优化设计 [J], 张珂;赵鹏飞;赵增耀;李重浩;陈文斌;童芸
4.基于ADAMS的动力总成悬置系统优化设计 [J], 张贵勇;孟宪鹏
5.基于ADAMS的动力总成悬置系统灵敏度分析与优化 [J], 赵士超; 孙永厚; 段鹏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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基于ADAMS的轻卡动力总成悬置系统
怠速隔振性能优化设计
王宇航余显忠刘洲
江铃汽车股份有限公司江西南昌330001
【摘要】针对某轻型卡车的橡胶悬置系统, 用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了动力总成悬置系统六自由度的动力学模型. 通过对动力总成橡胶悬置系统在怠速工况下的自振频率、系统的能量分布的计算,得到系统解耦的能量指标, 并以该能量指标为设计目标, 以各悬置橡胶悬置的三向刚度值为约束条件进行优化设计.结果表明:优化后的动力总成悬置系统能量分布的解耦程度明显优于优化前系统,
优化后悬置系统的隔振性能有所提高.
【关键词】:ADAMS 动力总成悬置系统怠速隔振优化
1 前言
动力总成悬置系统的怠速工况隔振设计是一项复杂的系统优化问题。
在汽车设计开发中,合理地设计悬置系统,可以降低动力总成激励产生的振动传递到车架和车身,提高乘坐舒适性和降低振动噪声,提高汽车产品品质和竞争力。
理想的悬置系统应可以将动力总成自身产生的振动与车架结构相隔离。
它必须在汽车突然加速、制动、转向等非稳态干扰时,有效限制发动机的过分弹跳和过大的位移。
从隔振理论可知,理想的动力总成悬置系统应在低频范围有较大的刚度和阻尼,而在高频范围有较低的动刚度。
目前国内外主要通过两种途径来改善动力总成悬置系统的性能。
其一是使动力总成悬置自身的动态性能接近最佳状态,另一种是应用振动理论对传统橡胶垫的刚度、位置及倾角等参数应用计算机进行优化设计。
针对工程试验中反映的某轻卡怠速隔振效果不佳的问题,基于解耦的能量法,我们应用大型商业软件——机械系统动态分析软件ADAMS对悬置进行优化设计。
2 动力总成悬置系统的建模
2.1 悬置系统动力学方程的建立
动力总成悬置系统的固有频率一般在5~30 Hz之间,其固有频率远低于动力总成的弹性模态,可以系统低频隔振分析为主要目标的设计过程中,将动力总成视为刚体,悬置元件简化为三向正交的弹性阻尼元件。
动力总成悬置系统构成了质量、刚度的振动系统, 在无外力作用情况下, 可得发动机悬置系统六自由度自由振动的运动方程式为:
M q,,+ C q,+ K q=0,(1)
式中:M为系统的质量矩阵; q,,为系统的广义加速度向量;C为系统的阻尼矩阵;q,为系统的广义速度向量; K为系统的刚度矩阵; q为系统广义位移向量。
由于悬置块的阻尼不大,其主要作用是降低共振峰值,在小振幅振动作用下,可以在分析系统自由振动时略去阻尼, 系统的振动微分方程为:
M q+ K q = 0 ,(2)
设微分方程式的同步运动解为: q = A sin (ω t +φ ),(3)
其中:A 为振幅; ω为固有频率; φ为相位.,
将(3)代入(2),方程存在非零解的条件是│K-ω2M│=0,(4)
(4)即为求解发动机悬置系统固有频率的一般方程式,其解值ω即为各项固有频率值。
2.2 模型描述
已知该轻卡动力总成位置、质量惯量参数及改进前后橡胶悬置的刚度参数见下表:
表1 动力总成质量惯量参数
表2 动力总成悬置坐标(发动机质心坐标系)
设定动力总成系统坐标系:定坐标系为Go- XYZ,原点Go取在动力总成的质心处,X轴平行于曲轴轴线,指向发动机前方;Z轴平行于活塞缸轴线向上;Y轴按右手定则确定。
动坐标系G- xyz原点G固结在动力总成质心处,静平衡时,动、定坐标系重合。
广义坐标为动力总成质心沿X,Y,Z三向的平移x,y,z及绕x,y,z轴的转角θx,θy,θ z。
对橡胶垫认为在正常工况下弹性是线性的,所有的悬置支架均视为刚体,与车架相连接的部分固接于地而上,于是得到如下的ADAMS模型(见图1)。
图1 四点悬置模型
3 解耦分析及优化设计
3.1 目标函数的确定
悬置系统设计目标是实现整个系统6个方向的振动全部或者部分解耦。
通常动力总成悬置系统的6个刚体模态之间存在比较严重的耦合作用,即耦合振动中的某一模态受到激励的同时,其它模态振动也受到激发。
这使系统的激振频带加宽,给隔振和频率配置带来困难。
根据系统总的能量矩阵及每个广义坐标所分配到的能量可以得到每阶固有频率下每一方向的能量解耦率,因此通过解耦率方程表达式可以看出,悬置系统的位置、方向角度及刚度都对解耦率有影响。
本案例即以每个方向的能量分布为目标函数。
3.2 设计变量及约束条件
由于整车布置的限制,动力总成悬置相对车架的位置和角度不能改动,那么最具可行性的就是对悬置弹性元件的刚度就是优化。
这也显示出悬置设计在车辆性能开发早期就应该充分的考虑。
3.3优化结果分析
对模型中各元件赋值后,利用ADAMS的振动分析求解器vibration,很方便地求出系统的六阶频率及各阶频率中的能量分布。
由于该轻卡是四缸四冲程柴油发动机,在怠速时的稳定转速750 r/min,故可算出发动机怠速的激振频率为25 Hz。
根据隔振理论,悬置系统的最高频率不得超过激振频率的0.707倍,即17.6 Hz。
又由于底盘系统及路面激振频率的影响,悬置系统的最小频率应高于3 Hz。
由此可见,悬置系统各阶频率分布合理。
又由于来自发动机的激励主要有垂直方向和绕曲轴轴线旋转方向两种,因此应尽量使这两个方向的振动耦合程度减少,由表4可见,Ox方向的能量分布百分比仅为51.86%, z方向的能量分布百分比也仅为52.96%,两方向解耦程度都不高,因此悬置系统在解耦度上还不合理,需要进行改进。
通过悬置刚度优化,系统在保持频率合理分布的同时,解耦度有了明显提高(见表6)。
表3 动力总成悬置初始线刚度
表4 优化前系统自振频率和能量分布
表5 动力总成悬置优化后线刚度
表6 优化后系统自振频率及能量分布
四结论
动力总成是汽车的重要激励源,通过某轻卡怠速共振的工程问题,通过对动力总成悬置系统进行动力学建模,结合悬置系统振动解耦理论和固有频率匹配理论研究了其能量解耦特性,利用ADAMS软件,在能量解耦理论基础上对动力总成悬置主刚度进行了优化设计。
结果表明,优化后的刚度值提高了动力总成悬置系统的主振动解耦率,有效地降低了该卡车动力总成的振动,改善了整车的NVH 特性。
参考文献:
1、ADAMS. help. MSC.software,2011。
2、赵建才等. 车辆动力总成悬置系统的能量法解耦仿真分析. 上海交通大学学报,2008
3、龙岩等. 动力总成悬置系统优化方法的对比研究. 汽车工程,2011。