多轴重型特种汽车动力传动系扭振固有特性建模、分析及优化

【摘要】近些年，随着我国经济、军事的不断发展，对多轴重型特种汽车的需求正迅速增长。多轴重型特种汽车，多采用大功率柴油发动机和多驱动轴的复杂动力传动系。当发动机的激励力矩频率与动力传动系扭振固有频率一致时，会引起系统强烈扭振，大幅增加系统上的动载荷，引起传动轴、齿轮、联轴器等零部件的破坏，降低动力传动系的耐久性与可靠性，扭振引起的车体纵向振动还会对运载的货物产生不利影响。动力传动系扭振阻尼较小，计算得到的动力传动系扭振固有特性与实测的固有特性能较好吻合。因此，在动力传动系扭振研究中，对固有特性进行分析与优化，使系统固有频率避开激励危险频率带，是改善其扭振的一个简单和有效的手段。本文以某多轴重型特种汽车为研究对象，以其动力传动系扭振固有特性快速建模、分析及优化为目标，展开以下工作（1）从力学原理出发，考虑动力传动系统中各零部件的实际结构与运动原理，建立了多轴重型特种汽车动力传动系扭振固有特性的集中质量-刚度当量力学模型。（2）利用理论公式和经验公式，实现了多轴重型特种汽车动力传动系扭振固有特性建模所需参数的快速计算；根据试验验证结果和参数灵敏度分析结果，选取对系统固有特性影响较为显著的参数，对其进行更为细致计算，以提高参数精度，满足建模分析需求。（3）基于归一化当量模型，应用ANSYS建立了多轴重型特种汽车动力传动系扭振固有特性参数化有限元模型，通过模态分析得到固有特性；对多轴重型特种汽车动力传动系扭振道路试验数据进行分析，利用其获得的固有频率对模型进行了对比验证。（4）对多轴重型特种汽车V型8缸柴油发动机激励谐量进行了理论与试验分析，根据谐量分析结果与汽车发动机常用转速范围，确定了系统危险频率带；结合有限元分析得到的固有频率，确定了系统共振频率；以将共振频率移出共振频率带为目标，根据参数灵敏度分析结果，结合系统实际情况，选择优化设计变量，建立了多轴重型特种汽车动力传动系扭振固有频率优化数学模型。在ANSYS中建立有限元优化模型，实现了对系统扭振固有频率的优化。（5）利用ANSYS中的参数化程序设计语言APDL，对动力传动系固有特性有限元分析与优化的自动实现进行了研究，只需给出动力传动系扭振固有特性归一化当量模型的转动惯量、扭转刚度与模型分支点信息，即可快速完成对系统扭振固有特性的建模、分析及优化，提高了分析与优化的效率。
【作者】张林林；
【导师】李杰；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】多轴重型特种汽车；动力传动系；扭振固有特性；建模；优化；APDL；

【参考文献】
[1]肖红,施楣梧.水上个体救生具的概念、种类和结构分析[J].中国安全科学学报.2003(12)
[2]陈增圭.金融创新与金融电子化[J].金融电子化,2001,01:35-44.
[3]张菲菲.歌剧《蝙蝠》中的重唱艺术探究[D].云南艺术学院,MFA,2013,硕士.
[4]王亚峰,何世英,吴能.非晶材料及其应用[J].传感器世界.2005(11)
[5]吕颖.暴力历史、临床、风险评估量表中文版信效度及其应用研究[D].中南大学,临床医学,2013,博士.
[6]高晓波.分段进水AO生物脱氮工艺优化运行研究[D].长安大学,环境工程,2013,硕士.
[7]翟学丽.高校毕业生公共就业服务体系完善研究[D].华中师范大学,公共管理,2013,硕士.
[8]马振远.征税权的宪法控制[D].西南政法大学,宪法与行政法学,2012,硕士.
[9]孟祥.动画形象中的符号意义研究[D].武汉纺织大学,设计艺术学,2014,硕士.
[10]张劲松.基于CAT的自主型学习系统的设计与实现[D].湖南大学,软件工程,2013,硕士.
[11]孙广杰.牛腺垂体倾向表达miR-7与miR-375靶基因的识别[D].吉林大学,养殖,2013,硕士.
[12]单刚.电力建设企业起重机械安全管理探讨[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[13]杨周军.弘扬传统优秀价值观的路径选择研究[D].河北师范大学,思想政治教育,2012,硕士.
[14]乔雷.物流上市公司业绩综合评估体系研究[D].合肥工业大学,物流工程,2013,硕士.
[15]石晓林.团购网站消费者忠诚度提升研究[D].燕山大学,企业管理,2013,硕士.
[16]蒋超.中国物流企业香港上市研究[D].对外经济贸易大学,工商管理,2004,硕士.
[17]王勇献.蛋白质二级结构预测的模型与方法研究[D].国防科学技术大学,2004.
[18]梁慧.全国名老中医段富津教授治疗痛经经验的研究[D].黑龙江中医药大学,方剂学,2013,硕士.
[19]陈媛.5.12汶川地震灾后藏羌村落更新实践研究[D].西安建筑科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[20]蒋克平.《水经注》引小说研究[D].华侨大学,中国语言文学,2014,硕士.
[21]花丽.初中语文教学中生态意识的渗透[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[22]远航,于定勇.潮流与泥沙数值模拟回顾及进展[J].海洋科学进展,2004,01:97-106.
[23]陈斌.“3D”打印概念股成新宠[J].股市动态分析,2012,35:19.
[24]史守立.ZN制药公司的销售代理模式优化设计研究[D].山东大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[25]贺恩怀.槽形梁在城市轨道交通工程中的应用形式[J].城市轨道交通研究.2003(03)
[26]罗锦宏.基于360°绩效考核的工商学院教学质量评价体系研究[D].河北科技大学,工业工程,2012,硕士.
[27]李德文.反不正当广告行为法律制度探讨[D].华东政法大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[28]胡建军.基于节能发电调度和国际贸易理念的电力市场竞争机制[J].电力系统自动化,2008,24:35-38+73.
[29]梁东升,湛维昭,吴殿华,魏晓东.广州地铁3号线主控系统的工程设计[J].城市轨道交通研究.2007(01)
[30]顾挺挺.长链非编码RNA MALAT-1及其与锌指蛋白转录因子Snail在肾细胞癌中表达及相关性的研究[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[31]郑杰良.GPS位置算法关键技术的研究与工程实现[D].河北科技大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[32]龙丹丹.中国歌剧女性英雄人物的角色塑造及演唱探究[D].西南大学,音乐学,2014,硕士.
[33]聂昊.中国广播电视视听监管研究[D].南昌大学,新闻学,2012,硕士.
[34]占卓呈.企业会计信息化人才培养模式思考[J].中国连锁,2014,07:297.
[35]李岱.基于实物期权的企业战略投资决策模型及其应用研究[D].中南大学,工商管理,2014,博士.
[36]林承伯.可变压缩比技术对汽油机性能的影响[D].湖南大学,动力机械及工程,2014,硕士.
[37]王时中.存在与理解——伽达默尔理解观研究[D].湘潭大学,外国哲学,2003,硕士.
[38]白丽丽.用于机器人定位导航的树木检测算法研究[D].南京理工大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[39]胡亚楠.以油脂为原料一步酯化法制备玉米淀粉酯的工艺及应用[D].江南大学,粮食、油脂及植物蛋白工程,2012,硕士.
[40]宫翊.论商业银行破产的标准[D].中国政法大学,民商法,2014,硕士.
[41]郭磊.GOLPH2表达及其干预预测并调节原发性肝癌术后IFNα治疗效果及其机制研究[D].复旦大学,外科学,2013,博士.
[42]邹苏.高校大学生激励方法研究[D].武汉理工大学,马克思主义理论与思想政治教育,2004,硕士.
[43]刘燕卿.带约束随机模态系统控制及干扰抑制[D].江南大学,控制理论与控制工程,2014,博士.
[44]方晓冬.中石化基于现代物流理念的销售体系重塑[D].广西大学,2005.
[45]冯亦封.大学生就业真的那么难吗？[D].浙江大学,2013.
[46]孟宪刚.中、美军队后勤管理比较研究[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[47]叶兰.TiAlC/Al_2O_3复合材料的原位反应合成及其性能研究[D].陕西科技大学,材料学,2013,硕士.
[48]左可贵.西北六省非耕地农业开发制约因素及市场战略研究[D].华中农业大学,企业管理,2014,硕士.
[49]迈昭.希拉里演说模拟口译实践报告[D].河北大学,英语口译,2014,硕士.
[50]刘纯金.交流同步电机矢量控制系统研究[D].北京交通大学,2009.