混合动力系统轴系是混合动力汽车的核心部件,其动力学特性直接影响到混合动力汽车工作的耐久性和可靠性。在工作过程中轴系难免出现振动,但过大的振动会使主轴产生疲劳应力,缩短主轴使用寿命,甚至产生共振导致轴系断裂。本文以某型号客车花键轴断裂问题为背景,对混合动力系统轴系进行建模,通过模态分析找出固有频率,了解轴系的固有特性;通过频响分析模拟共振产生情况,结合仿真结果;通过试验来研究花键轴断裂的具体原因,并与仿真结果进行对比;最后引入路面随机激励,研究轴系在路面随机激励下的动态响应。(1)从单自由度和多自由度系统在自由振动和受迫振动下的特点入手,对轴系进行理论建模研究,并探究了轴系参数对其振动固有特性的影响和发动机激励的计算模拟方法。以ISG电机轴为主体对混合动力系统轴系建立有限元模型,在不同单元和网格密度的对比后,划分网格,并进行无约束和有约束状态下的模态分析。结果表明,有约束状态更接近实际情况,轴系在扭转减振器的连接处和ISG电机转子与离合器的接合处应力较大,主要振型为扭振和弯振。(2)结合仿真分析的结果,对轴系振动进行试验分析,并对试验得到的数据从时域和频域两个角度进行分析处理。时域分析结果可知,花键轴与ISG电机共振分别发正在启动和停车阶段,离合器处于分离状态。频域分析可知,在启动和停车过程中,正是花键轴的固有频率与ISG电机的激励频率相同导致共振现象的产生。(3)进一步探究路面随机激励下轴系的振动响应。应用路面随机激励的频域模型和国标中的路面不平度系数得到离散的路面随机激励位移功率谱密度和加速度功率谱密度,按照衰减70%的原则对轴系进行激励加载。仿真分析结果表明,在碎石路面随机激励下,轴系的最大响应应力较大,没有达到材料的许用应力,但容易造成轴系的疲劳,且其最大应力位置位于扭转减振器的连接处,符合模态分析的结果。