[发明专利]一种汽车传动轴中间支承动态特性的优化方法

说明书

本发明公开了一种汽车传动轴中间支承刚度的优化方法。所述方法包括以下步骤：建立传动轴总成三维模型及获取传动轴的特性参数；进行有限元仿真，建立传动轴模态分析模型；获取传动轴中间支承的优化区间；传动轴总成三维模型中的主要部件导入到动力学仿真软件ADAMS中；建立传动轴总成动力学模型；以传动轴中间支承支承座的振动加速度均方根RMS的最小值为优化目标表征传动轴的振动特性，以传动轴中间支承刚度为设计变量进行仿真，得到传动轴中间支承的动态特性结果，并选取出传动轴中间支承的最优刚度值。本发明结合了振动理论分析和Adams动力学仿真分析，解决了直接使用理论分析无法考虑实际使用过程中传动轴随转速变化引起振动的问题。

技术领域

本发明涉及汽车传动轴中间支承刚度优化设计领域，具体涉及一种汽车传动轴中间支承动态特性的优化方法。

背景技术

在汽车可变轴向传动系统中，分段式传动轴的动力输出是变化的，在一定程度上影响了后桥振动。中间支承作为传动轴系的重要组成部件，对于降低传动轴振动传递路劲及后桥系统的振动具有重要影响。

汽车传动轴中间支承是传动轴系统的主要隔振装置，由刚性支架和弹性橡胶焊合而成的一种刚柔耦合结构。在文献“雷玉莲.基于虚拟样机技术的汽车传动轴振动研究[D].重庆大学,2013”中，作者简化了传动轴系统动力学模型，仅用水平和垂直两个方向的弹簧代替中间支承，且在仿真过程中对弹簧的振动进行测量，以反应传动轴总成振动的大小，不能真实反应中间支承的隔振作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种汽车传动轴中间支承刚度的优化设计方法，将理论分析和仿真分析相结合，由理论分析得到中间支承刚度的优化区间，再通过动力学仿真分析确定中间支承的最优刚度值。在此过程中，以传动轴中间支承支承座的振动加速度均方根RMS的最小值为优化目标，以中间支承橡胶内衬套刚度为设计变量进行动力学仿真分析，真实反应出中间支承的隔振效果，对以后传动轴中间支承的设计具有重要参考价值。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种汽车传动轴中间支承刚度的优化方法，包括以下步骤：

S1、建立传动轴总成三维模型及获取传动轴的特性参数；

S2、对建立的传动轴总成三维模型进行有限元仿真，建立传动轴模态分析模型，计算传动轴临界转速；

S3、根据振动力学的隔振理论，获取传动轴中间支承的优化区间；

S4、保留传动轴总成三维模型中的主要部件，导入到动力学仿真软件ADAMS中，并检查传动轴总成三维模型的完整性；

S5、在动力学仿真软件ADAMS中，根据传动轴总成各个部件之间的实际连接情况，设置对应的约束关系，添加相应的约束副和驱动，并添加中间支承与传动轴间连接的弹性元件，建立传动轴总成动力学模型；

S6、对建立的传动轴总成动力学模型进行验证；

S7、以传动轴中间支承支承座的振动加速度均方根RMS的最小值为优化目标表征传动轴的振动特性，真实反应中间支承的隔振效果，以传动轴中间支承刚度为设计变量进行仿真，得到传动轴中间支承的动态特性结果，并选取出传动轴中间支承的最优刚度值。

进一步地，步骤S1中，根据图纸要求建立传动轴总成三维模型，设置好刚体部件的材料参数，并提取传动轴总成各个刚体部件相应的质量、惯性参数和质心位置。

进一步地，采用三维建模软件UG建立传动轴总成三维模型。

进一步地，步骤S2中，将传动轴总成三维模型导入到有限元前处理软件中，对导入的传动轴总成三维模型进行几何清理后，根据传动轴各部件的结构尺寸划分不同单元大小的网格，并检查网格单元质量，添加相对应的材料参数，最后将网格模型导入到有限元分析软件中，建立传动轴有限元模态分析模型，计算传动轴临界转速。