以某重型变速箱为研究对象,对其进行巡航工况下振动与噪声辐射的仿真分析。借助多体动力学方法,建立重型变速箱的多体动力学模型并进行验证,仿真计算变速箱壳体各轴承支座处的支反力。将求解得到的支反力加载到经过验证的变速箱壳体有限元模型的相应位置,利用模态叠加法,求解变速箱壳体的结构响应。最后,通过声学边界元法计算得到变速箱该巡航工况下的噪声辐射。对仿真得到的巡航工况下变速箱壳体的结构响应及噪声辐射进行时频分析,确定该重型变速箱巡航工况下的振动噪声特性,为变速箱的后期优化提供依据。

为了改善某重型变速器壳体的动态特性,对其进行了结构动力学优化。对壳体进行了试验模态和计算模态分析。采用结构优化思想对壳体有限元模型进行修正提高了模型精度。以优化壳体第9阶约束模态固有频率(647Hz)为目标,对其主箱13根加强筋的厚度和高度进行了参数化处理,联合Workbench软件对其进行了"参数关联性分析",获取了参数的灵敏度并将其缩减至4个独立参数。最终对上述参数进行动力学优化,将壳体第9阶固有频率提高至662Hz,避免了壳体发生共振。该研究思路可为类似结构的变速箱动力学优化问题提供参考。

提出了一种新型电磁-碰撞复合阻尼减振方法,通过理论推导,分别建立振动系统在碰撞阻尼和电磁-碰撞复合阻尼作用下的振动力学模型。通过搭建减振实验平台,分别测得相同初始位移激励下的自由振动、加碰撞阻尼的振动以及加电磁-碰撞复合阻尼的振动曲线,验证了理论计算的正确性。实验结果表明与无碰撞振动相比较,振动系统能够在加碰撞阻尼和加电磁-碰撞复合阻尼两种条件下加快减小振动的振幅,其中加电磁-碰撞复合阻尼条件下振幅的衰减速度最快。实验结果验证了这种新型电磁-碰撞复合阻尼能够有效的提高衰减振动的效率。

为了解决直接利用工作状态振动信号识别振动系统惯性参数问题,引入萤火虫算法。建立系统的振动微分方程,并用Matlab/Simulink求解其加速度响应,以加速度均方根值误差为算法的目标函数。采用Logistic映射并优选初始萤火虫种群,引入可变步长改进算法收敛速度,提高识别精度。以二自由度振动系统为例,该方法仅利用系统两端的竖向振动加速度就能进行系统的参数识别。参数识别实验表明,采用改进的萤火虫算法可以准确识别出工作状态下的振动系统惯性参数,使参数识别更加简单快速准确。

针对座椅骨架的疲劳强度进行分析,尤其是骨架中焊缝的疲劳方法进行研究分析;首先建立座椅骨架及焊缝的有限元模型,分别基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行了计算模态分析,基于LMS Test.lab软件,使用锤击法进行了试验模态分析,对有限元模型进行校验,并确定了焊缝的材料属性;对校验后的有限元模型进行静力分析得出结构强度薄弱的位置,尤其是危险焊缝的位置;进而基于Ncode软件采用Miner损伤法则,在针对特定焊缝类型进行应力修正,计算出其疲劳寿命;根据企业的疲劳试验结果,对该方法进行验证分析,结果表明此疲劳计算方法对座椅骨架焊缝的寿命预估准确有效,为分析和改善该类座椅骨架的焊接寿命奠定了基础,为此类结构的设计与优化提供了参考。

基于Hypermesh软件建立某乘用车后排座椅靠背骨架有限元模型,计算其自由模态,并通过与模态试验结果对比,确认焊缝的材料属性,多次修正焊缝的尺寸以及位置,修正有限元模型,使得有限元模型精度满足要求。根据GB15083-2006《汽车座椅、座椅固定装置及头枕强度要求和试验方法》中的规定,结合企业标准,应用Hypermesh软件进行静强度仿真分析,分析结果表明最大应力处属局部应力集中,骨架的应力满足强度极限要求。利用Hypermesh软件和LS-DYNA软件进行行李箱碰撞联合仿真分析,分析结果表明骨架的冲击强度满足国标要求。

白车身采用阻尼降噪是汽车NVH性能开发的重要环节。以薄板件焊接而成的模型车身为研究对象,以驾驶员耳旁处噪声传递函数为评价指标,通过有限元计算方法,对模型车身地板阻尼板粘贴面积进行拓扑优化,同时验证了阻尼板降噪的有效性。优化结果表明,在模型车身NVH性能不降低的情况下,热熔沥青阻尼板的使用量减少了34.8%。将该有限元拓扑优化方法拓展到某MPV车型的白车身热熔沥青阻尼板优化中也得到了相似的效果。此方法可降低阻尼使用量和车辆生产成本,提高车内空气质量。

为了实现某重型商用车变速箱的轻量化,开展了将灰铸铁壳体换成铝合金壳体的研究。首先,通过模态试验对有限元模型进行了验证,采用多体动力学方法得到壳体5个轴承的动载荷,基于静力学分析求得壳体的应变能;然后,建立了板和壳的质量关于4个影响因素的数学模型,确定各影响因素对板和壳的质量的影响强弱顺序;最后,综合壳体的应变能、影响因素对壳体添加加强筋。结果表明,轻量化后壳体的强度、刚度均满足要求。

为了对颗粒阻尼双层隔振系统进行全面减振效果评价，提出一种全新的减振效果评价方法。该评价方法将颗粒阻尼双层隔振减振效果指标定义为双层隔振振级落差与颗粒阻尼插入损失之和。通过试验测量颗粒阻尼双层隔振系统在不同振动环境下的下层基座、中层筏架和上层机组加速度信号，利用该评价方法进行试验分析。试验结果表明：颗粒填充率为70％时减振效果最好，共振频段减振率达到33％；颗粒阻尼全面提高了双层隔振系统的减振特性。试验结果验证了该评价方法的有效性。