滑動(dòng)式驅(qū)動(dòng)軸引起的車輛振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和有限元分析法

摘要：
動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲、振動(dòng)和舒適性（NVH）已經(jīng)成為客戶和汽車行業(yè)評(píng)定汽車NVH性能的品質(zhì)因素。傳動(dòng)軸組件的設(shè)計(jì)必須確保所設(shè)計(jì)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)牢固而可靠，以達(dá)到整車的NVH目標(biāo)。它們還要確保系統(tǒng)維持其耐用性。
當(dāng)汽車行駛在不平路面或突然加速和減速時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)的滑動(dòng)裝置要適應(yīng)后軸和后懸架引起的運(yùn)動(dòng)。有一個(gè)設(shè)計(jì)方案是用壓配合的滑動(dòng)管來適應(yīng)滑動(dòng)裝置?；瑒?dòng)裝置引起管內(nèi)接觸力的起伏變化，尤其在車輛下坡時(shí)更為顯著，并且產(chǎn)生非線性接觸力的現(xiàn)象。本文利用實(shí)驗(yàn)和有限元法線性工具來解釋滑動(dòng)管式驅(qū)動(dòng)軸的非線性行為，并提出設(shè)計(jì)方案來解決目前滑動(dòng)管傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)中的車輛振動(dòng)問題。

1 介紹：
本次任務(wù)是研究和分析：滑動(dòng)管式驅(qū)動(dòng)軸后橋驅(qū)動(dòng)汽車速度在70－90km/h時(shí)的振動(dòng)問題。在這一過程中，汽車座椅上發(fā)生不舒適的振動(dòng)。這種振動(dòng)是由第一傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起的，在研究的車速范圍內(nèi)，后軸齒輪端部的振動(dòng)響應(yīng)和座椅的振動(dòng)相關(guān)。有限元模型的建立可以使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和問題在模型中再現(xiàn)。大量模型的建立是為了將有限元模型預(yù)測(cè)的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)以及實(shí)際的汽車響應(yīng)相比較，從而找到這一現(xiàn)象的物理原因。有限元模型可以通過分段線性化的方法來模擬滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸模型內(nèi)的非線性的觸點(diǎn)壓力。問題的處理過程如下圖[1]所示：（a）通過道路測(cè)試來確定問題所在，并且找出產(chǎn)生問題的系統(tǒng)；（b）在測(cè)試裝置上再現(xiàn)路試中出現(xiàn)的問題；（c）建立系統(tǒng)的有限元模型找出問題的根本原因；（d）模擬根本原因。
模型預(yù)測(cè)的結(jié)果不但可以解釋在實(shí)驗(yàn)和野外測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問題，而且能促使我們找到問題的根源、增加這方面的經(jīng)驗(yàn)。更重要的是，這項(xiàng)工作的結(jié)果可以幫助汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)帶有滑動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸方面確定設(shè)計(jì)原則，有助于間隙、花鍵長(zhǎng)度、滑動(dòng)裝置定位等參數(shù)的選取。此外，根據(jù)先前發(fā)表的論文， 由公式[1] 可以知道這些參數(shù)確實(shí)會(huì)影響到滑動(dòng)裝置的剛度，還會(huì)改變傳動(dòng)軸的固有振動(dòng)頻率。