整體式汽車驅(qū)動橋殼體振動噪聲優(yōu)化數(shù)值研究

差速器和主減速器差速器和主減速器整體式汽車驅(qū)動橋殼體振動噪聲優(yōu)化數(shù)值研究n汽車驅(qū)動橋常應(yīng)用于后驅(qū)車和四驅(qū)車，位于汽車傳動系統(tǒng)的末端，有傳遞力矩，改變力矩傳遞方向，實(shí)現(xiàn)左右車輪差速的作用。它承受著來自路面和懸架的一切作用力，是汽車中工作的工況條件下，疲勞耐久性成為眾多學(xué)者研究的問題之一，ZhaohuiSun驗(yàn)和有限元法分析了獨(dú)立式驅(qū)動橋齒輪嚙合能量在不同的工作環(huán)境下的傳遞YuejunE.Lee從驅(qū)動橋齒輪嚙合力的角度出發(fā)，通過減小齒輪嚙合力降低齒輪嚙合噪聲[3]。Sang-KwonLee和Sung-KyuGo采用傳遞路徑找出空氣輻射聲在驅(qū)動橋嘯叫噪聲中貢獻(xiàn)量較2.驅(qū)動橋模態(tài)分析整體式橋殼，殼體較薄，剛度弱。在惡劣的工況下，后橋輻射噪聲較明顯，有齒輪嘯叫聲和敲輻射噪聲，一方面控制準(zhǔn)雙曲面齒輪齒形，減小齒輪傳遞誤差；另一方面，后后橋殼前橋殼輸入軸后端蓋半軸由于驅(qū)動橋橋殼是承受齒輪嚙合力載荷的關(guān)鍵，齒輪嚙合振動與噪聲主要通過橋殼傳遞至車內(nèi)，因此忽略橋殼內(nèi)齒輪、軸承和半軸的影響，對橋殼進(jìn)行定性的分析以優(yōu)化驅(qū)動橋齒輪噪聲。驅(qū)動橋的模態(tài)固有屬性決定了驅(qū)動橋在任意激勵下振動噪聲的表現(xiàn)形態(tài)，采用有限元法對(a)一階彎曲模態(tài)(110Hz)二階彎曲模態(tài)(347Hz)一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)(750Hz)圖3模態(tài)應(yīng)變能(左)和模態(tài)應(yīng)力(右)頻率(Hz)振型描述屬性1縱向一階彎曲2垂向一階彎曲整體模態(tài)3347縱向二階彎曲4421垂向二階彎曲5648主減速器前殼體橫向擺動局部模態(tài)6縱向四階彎曲整體模態(tài)78809一階扭轉(zhuǎn)二階扭轉(zhuǎn)整體模態(tài)主減速器后橋殼體呼吸模態(tài)局部模態(tài)2和表1得出，驅(qū)動橋一階彎曲模態(tài)偏低，模態(tài)密度較高，且主減速器后殼體呈大平面設(shè)計，準(zhǔn)雙曲面齒輪嚙合噪聲容易從殼體表面輻射出來?？刂乞?qū)動橋殼的輻射噪聲，一方面控制模態(tài)密度，另一方面控制板塊聲輻射。對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法有拓?fù)鋬?yōu)化，形貌優(yōu)化，尺寸優(yōu)化等，對3.驅(qū)動橋拓?fù)鋬?yōu)化分析驅(qū)動橋一階整體彎曲模態(tài)頻率較低，提高一階彎曲模態(tài)頻率，可以相應(yīng)的提高其他各階的拓?fù)鋬?yōu)化是一種基于密度法的優(yōu)化方法，設(shè)計變量在滿足約束方程的取值范圍內(nèi)，使設(shè)計n(p(a,a,…,a)試0錯誤!未找到引用源。212：n1n 優(yōu)化設(shè)計中，優(yōu)化目標(biāo)為一階模態(tài)頻率最大，設(shè)計變量為單元密度，約束為體積分?jǐn)?shù)上限。此優(yōu)優(yōu)化區(qū)非優(yōu)化區(qū)(黑色區(qū))橋一階彎曲模態(tài)，同時也相應(yīng)提高了其他模態(tài)階次的頻率。由于工藝和其他的安裝位置的限制，采頻率(Hz)描述屬性234523456436771整體模態(tài)垂向一階彎曲縱向二階彎曲垂向二階彎曲縱向三階彎曲局部模態(tài)主局部模態(tài)橫向擺動787893一階扭轉(zhuǎn)二階扭轉(zhuǎn)整體模態(tài)主減速器前殼體縱向振動局部模態(tài)速度和外圍場點(diǎn)聲壓之間建立一種線性關(guān)系。這種線性關(guān)系如下[8]：n n礎(chǔ)。4.1強(qiáng)迫振動響應(yīng)分析變化的激勵力作用下進(jìn)行強(qiáng)迫振動響應(yīng)分析，系統(tǒng)滿足下列關(guān)系式[5]：把(7)式代入(6)并前乘[0]T得基于模態(tài)的強(qiáng)迫振動響應(yīng)方程： 得到如圖7所示驅(qū)動橋殼體在1000Hz左右振動響應(yīng)云圖。4.2聲學(xué)響應(yīng)分析驅(qū)動橋高頻輻射噪聲，常通過空氣聲傳播出來，故計算殼體表面輻射噪聲，找出哪些板塊在特定頻率下對車內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)成為一種解決方法。以驅(qū)動橋殼體表面的振動加速度為邊界條示。33421以模態(tài)響應(yīng)為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)映射到邊界元模型作為聲學(xué)邊界條件，計算得到單位4.3板塊貢獻(xiàn)量分析通常板件輻射噪聲在特定頻率下，有不同的聲學(xué)表現(xiàn)，板塊貢獻(xiàn)量分析可以找出哪些板塊由于驅(qū)動橋前端是鑄造件，工程優(yōu)化成本較高，后端殼體加筋或殼體加厚可行性較高。因BB驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)動橋殼體加筋0頻率(Hz)驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)動橋殼體加筋0聲0頻率(Hz)70驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)40聲000頻率(Hz)驅(qū)動橋殼體加筋40聲000頻率(Hz)加強(qiáng)筋加強(qiáng)筋OT))驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)動橋殼體加筋0頻率(Hz)驅(qū)動橋原狀態(tài)驅(qū)動橋殼體加筋聲000頻率(Hz)速本文利用有限元法計算了驅(qū)動橋模態(tài)，采用拓?fù)鋬?yōu)化方法找出提高模態(tài)頻率和模態(tài)密度的TV(1)驅(qū)動橋殼體模態(tài)頻率較低，加筋后，殼體模態(tài)頻率平均提高20Hz；(2)拓?fù)鋬?yōu)化分析得出殼體加筋位置，采用這種優(yōu)化