[发明专利]一种汽车驱动桥振动仿真分析方法

说明书

本发明提供了一种汽车驱动桥振动仿真分析方法，包括如下内容：1)通过传动分析软件建立汽车驱动桥的主减速器传动模型；2)提取主减速器轴承中心点的定位尺寸信息；3)通过有限元软件建立驱动桥壳体的壳体有限元模型；4)生成轴承中心点的质量和刚度矩阵；5)将轴承中心点的质量和刚度矩阵导入传动分析软件；6)输出不同工况下的轴承中心点的动态位移信息；7)计算轴承载荷下的壳体振动响应；8)将得到的壳体振动响应与设计值进行比较。本发明使用有限元软件与专业的传动分析软件相结合，减少试验量缩短试验周期，使用仿真模型对驱动桥进行优化改进，在正式改进实施之前查看改进效果，节省企业生产成本。

技术领域

本发明属于车辆传动系统与NVH领域，尤其是涉及一种汽车驱动桥振动仿真分析方法。

背景技术

目前对驱动桥等传动系统的试验检测有较为成熟的方法方案，涉及到振动、噪声、疲劳及传动误差等领域。对试验用的设备仪器、测试工况、连接方式、关键数据都做了分析介绍。发明专利201710370259.9发明了一种驱动桥噪声测试系统，介绍了构建测试系统的仪器设备，测点的分布，使用的测试工况，并将半消音室作为测试环境保证了噪声测试结果的准确性。该发明专利以实际常用车速为工况，换算成驱动桥输入端的转速数据，在半轴的输出端将轮胎的负载考虑进去，将负载加载到连接半轴的电机上，保证了测试工况与实车状态下的工况相一致，使用此发明专利的测试工况还可以对驱动桥的振动进行测试，通过分析振动和噪声测试数据，为传动系统的NVH优化改进提供依据。

发明专利201810922754.0发明了一种用于汽车传动系统振动测试的教学实验装置，该实验装置使用惯量飞轮模块模拟汽车平动质量的当量转动惯量，车辆道路阻力通过车轮模拟转筒与道路行驶阻力块相配合模拟，并使用非接触式测量技术测试旋转轴的在水平径向和垂直径向的振动位移信号，提出了旋转部件振动信号的测试方法。

发明专利201710142435.3介绍了一种驱动桥差速器齿轮疲劳寿命的试验方法，是一种考核驱动桥差速器内部齿轮疲劳寿命的试验方法，使用试验方法模拟定差速工况，进而确定行星齿轮、半轴齿轮失效时的疲劳寿命。该方法还提出了调整供油温度的油冷却系统，和该系统启停模式对应的温度范围，并使用不同负载在正式试验前对驱动桥差速器系统进行磨合，使系统达到最佳试验状态。

以上专利均是从试验的角度阐述了驱动桥等传动系统各项动态参数的测试方法，在计算机理论分析和仿真领域，对传动系统各项参数的分析也有方法总结，包含对减速器系统仿真、驱动桥系统仿真、变速器系统仿真等，一般使用有限元软件或相同功能的软件对传动系统建模，对齿轮、轴承等关键零件使用简化模型代替，或者直接导入三维模型通过网格划分生成有限元模型，在有限元软件中对传动系统进行仿真模拟，得到传动系统的动力学参数。

发明专利201710097176.7提出利用动力学仿真软件搭建目标车型传动系统仿真模型，根据转速和扭矩得到输出功率，乘以预设测定步长得到敲击能量，确定齿轮敲击异响的方法。此方法仿真分析模型包括发动机、离合器、变速器、传动轴以及后桥等子系统，并能够结合试验数据对模型进行调试及精度校准。

发明专利201410207341.6提出一种考虑主减速器壳的驱动桥齿轮动力学特性计算方法，该方法使用有限元软件将轴承、齿轮、轴和主减速器壳体建立模型，形成传动系统的静力学模型，通过计算轴承刚度，建立传动系统的动力学模型，进而对系统的固有振动特性以及动力学特性进行计算。该发明也指出了现有研究方法对驱动桥系统动力学分析时，存在的模型简化问题，和建立所有零部件有限元模型时计算资源消耗大，计算效率低的问题。

发明专利201110113539.4同样指出了对于自动变速器传动系统仿真模型搭建中现有方法存在的不完善之处，发明了一种自动变速器传动系统仿真模型搭建方法，利用模块化建模工具建立模型，并对模型进行实时性简化优化，仿真模型还可与发动机等其他模型集成，构成完整的自动变速器车辆动力总成仿真系统，缩短开发周期，降低开发成本和风险。