客车振动特性的分析与研究.pdf

合肥工业大学

硕士学位论文

客车振动特性的分析与研究

姓名：王晓利

申请学位级别：硕士

专业：载运工具运用工程

指导教师：张代胜

20100401
客车振动特性的分析与研究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。关键词：整车振动，模态分析，谐波响应分析，随机振动，振动试验
AnalysisandResearchVibrationCharacteristicsCoachAbstractobjofvehicle，Modalvehiclewouldbedrivingroughness，speedchanges，imbalancebetweenwheels，enginetransmissionsysteminternalect，thistheorymethodsvibrationthroughmethodcharacteristicsdiagnosistechniquesexternalinternal．Firstly,dynamicanalyzedbasedfiniteelementtheengineexcitationcoachiSThemodelformodalanalysissub．．constructionunder．．framebothcarriedout．Harmonicisseparatelyhorizontalconditions．ThestudiedthoughdisplacementbodycausedbyharmonicpowerSecondly,ahalf-carwithfourdegreesfreedomroadspectrumaccordingrandomtheory．Analysiscoach-bodyundersimulatingkineticequation．Theimpactstiffnessspeedridingcomfortreached．Finally,multi-statetestingcompletedifferentgot．Theabnormalparticularframeframe．Keywords：Vibrationanalysis，Harmonicanalysis，Randomvibration，Vibrationgeneratedwhenitidledueotherexcitation．Takingresearchpaperresearchedstudyingcharacteristicresearched．established．thefree．stateresponseconsideringverticaltwooperatingvariouspartsengine．establishedsuspension’Spassengerauto-powerthattooutout，resonatestestoraasonarereasonrear
插图清单图l。1汽车振动问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2图1．2汽车振动研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2图2．2某型客车车身骨架几何模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯11图2．3某型客车车身骨架有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1416阶模态振型⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。20图3．2底架前段有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l图3．3底架前段有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21图3-4底架后段主要振型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．22图3．5底架前段主要振型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2