客车振动特性的分析与研究

论文摘要

客车在怠速或行驶时因路面不平、车速变化,车轮、发动机和传动系统的不平衡等外部和内部的激振作用,容易产生整车和局部的强烈振动。本文以某型客车为研究对象,通过调研国内外汽车振动特性分析方法及振动特性诊断技术,研究振动原理及振动分析方法。首先,利用有限元法对客车进行了动态特性分析,研究了发动机激励对客车振动的影响。建立客车有限元模型,对整车进行了自由状态下的模态分析,对客车底架前段和后段进行子结构模态分析；在模态分析的基础上进行谐波响应分析,分别考虑发动机竖向和横向激励两种工况,研究发动机输出的简谐力引起的车身位移响应,以考察车身各部位的振动情况。其次,根据随机振动理论,利用经过拟合的路面谱,建立客车的四自由度半车模型,对动力学方程进行仿真研究,分析客车系统在随机激励下的响应,探讨悬架刚度及车速对客车行驶平顺性的影响。最后,对该型客车进行多工况整车行驶振动试验,获得了不同的发动机转速对应的各测点的自功率谱,得到客车异常振动的原因是发动机在特定转速下与该车车身骨架及后段车架发生共振而引起的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 国内外研究概状
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 本章小结
• 第二章 客车车身有限元建模
• 2.1 软件简介
• 2.2 有限元实体建模方法
• 2.2.1 建模原则
• 2.2.2 几何模型的确定
• 2.2.3 力学模型的选择
• 2.2.4 单元类型的选择
• 2.2.5 模型的简化
• 2.3 车身有限元模型
• 2.3.1 几何模型的生成
• 2.3.2 有限元模型的建立
• 2.3.3 有限元模型的生成
• 2.4 本章小结
• 第三章 客车整车及子结构模态分析
• 3.1 模态分析概述
• 3.1.1 模态分析应用
• 3.1.2 模态分析理论基础
• 3.1.3 车身动态性能评价指标
• 3.1.4 模态分析求解方法
• 3.2 整车模态计算及结果
• 3.2.1 边界条件的确定
• 3.2.2 计算频率范围的选择
• 3.2.3 模态分析结果评价与分析
• 3.3 子结构有限元模态分析
• 3.3.1 子结构有限元模型
• 3.3.2 子结构有限元模态分析计算结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 客车车身对发动机激励的谐波响应分析
• 4.1 谐波响应分析概述
• 4.1.1 谐波响应分析求解方法
• 4.1.2 谐波响应分析的步骤
• 4.2 整车谐波响应的有限元计算
• 4.2.1 谐波响应分析模型
• 4.2.2 发动机Z向激励加载及计算结果
• 4.2.3 发动机Y向激励计算及结果
• 4.2.4 谐波响应结果分析与评价
• 4.3 本章小结
• 第五章 路面随机激励的仿真与分析
• 5.1 随机振动概述
• 5.2 路面随机激励模型
• 5.2.1 路面不平度的模拟
• 5.2.2 目标谱频带范围的选择
• 5.2.3 路面谱的模拟
• 5.3 客车系统的振动模型
• 5.3.1 单自由度振动系统
• 5.3.2 多自由度振动系统
• 5.4 客车参数化模型的建立
• 5.4.1 模型建立的前提
• 5.4.2 整车振动力学模型的建立
• 5.4.3 振动系统的响应谱计算
• 5.5 振动模型的仿真分析
• 5.5.1 客车基本参数的确定
• 5.5.2 固有频率与主振型的计算
• 5.5.3 仿真模型的建立
• 5.5.4 仿真结果与分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 客车行驶振动试验分析与研究
• 6.1 整车行驶振动试验简介
• 6.2 振动试验方案
• 6.2.1 试验设备的选择
• 6.2.2 测点选择
• 6.2.3 测试工况
• 6.3 测试数据及分析
• 6.3.1 测试数据
• 6.3.2 试验分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间参与的科研项目
• 硕士期间发表的论文