动力吸振器的设计方法研究及其在汽车减振降噪中的应用

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动力吸振器发展至今已有近百年历史,在汽车领域广泛使用。在汽车开发后期出现的振动噪声问题,动力吸振器的作用尤其重要,大至车身、车架,小至悬架、传动轴等,都能用动力吸振器减振降噪。而动力吸振器的减振降噪效果直接由其位置、质量比、固有频率、阻尼比等参数决定。因此,有必要针对动力吸振器的位置选择、安装位置的主系统等效参数识别以及动力吸振器的参数优化做出研究。1)首先设计并加工了一个质量、刚度、阻尼可调的动力吸振器,并对其做阻尼比测试和固有频率测试,得出其参数的调节范围。2)利用matlab编程实现正交多项式法识别安装位置的主系统等效参数,并与传统质量感应法结果作对比,结果表明以正交多项式法识别的等效质量来匹配的动力吸振器其减振效果较好,原点位移频响函数两边的峰值高度很接近,基本符合不动点理论的最优条件。3)研究了主系统为单自由度的优化方法和出现二自由度耦合的优化方法,其中当主系统为单自由度时利用不动点理论匹配动力吸振器有很好的减振效果,而当主系统出现模态耦合的情况下,利用有限元软件的修改预测模块对动力吸振器参数做优化有较好的效果。4)通过对长方框架和耦合框架的实验结合仿真计算,研究了响应幅值点和振型幅值点之间的区别与联系,并分别在耦合框架的振型幅值点和响应幅值点上安装动力吸振器,对比该框架的频响函数最大幅值以及总能量。结果表明当出现耦合模态的情况下,动力吸振器安装在响应幅值点能同时抑制两个峰值,相比安装在振型幅值点的减振效果有8.7%的提高。最后,归纳总结出动力吸振器的设计流程,并用其对一款乘用车的副车架前梁匹配动力吸振器,解决了其全油门加速过程中在2500rpm附近出现的后排噪声过大的问题。安装动力吸振器后原点加速度频响函数在86Hz处比原来降低了20.29%;声传递函数幅值降低了1.452dB/N;而全油门加速工况下后排右乘客的左耳的总声压值降低了2.936dB(A),有明显的减振降噪效果。
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