車輛動力傳動系統(tǒng)聯(lián)軸器剛度優(yōu)化研究

為減小傳動系統(tǒng)扭振響應(yīng)，集成自編的車輛動力傳動系統(tǒng)扭振分析程序建立了反映系統(tǒng)振動的多目標(biāo)優(yōu)化模型。該模型以聯(lián)軸器剛度為設(shè)計變量，以多個軸段的附加扭振應(yīng)力較小為目標(biāo)，采用優(yōu)化器求解，實現(xiàn)了聯(lián)軸器剛度優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后，扭振角位移及軸段附加扭振應(yīng)力都顯著減小。結(jié)果表明，通過iSIGHT優(yōu)化平臺集成扭振分析程序，形成了一個有 效的優(yōu)化系統(tǒng)，對車輛動力傳動系統(tǒng)聯(lián)軸器剛度的設(shè)計具有指導(dǎo)意義

扭轉(zhuǎn)振動是車輛動力傳動系統(tǒng)普遍存在的一種重要振動形式，其將導(dǎo)致各部件在發(fā)動機(jī)波動轉(zhuǎn)矩下產(chǎn)生附加振動轉(zhuǎn)矩和應(yīng)力，甚至對部件強(qiáng)度安 全和系統(tǒng)工作品質(zhì)造成嚴(yán)重影響。目前針對發(fā)動機(jī)曲軸系統(tǒng)減振器的優(yōu)化研究比較完善，而對車輛動力傳動系統(tǒng)聯(lián)軸器的匹配需要以整個系統(tǒng)的扭振特性分析為基礎(chǔ)，系統(tǒng)集成優(yōu)化的研究則較少傳統(tǒng)的扭振匹配計算要對多組不同參數(shù)配置的動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行分析，聯(lián)軸器剛度等關(guān)鍵參數(shù)只能憑經(jīng)驗取值，計算量大，如果計算結(jié)果不滿足設(shè)計要求，設(shè)計參數(shù)需要重新取值進(jìn)行分析，造成大量復(fù)性工作。軟件是由公司推出的一個集工業(yè)優(yōu)化設(shè)計和自動化分析計算于一體的多學(xué)科優(yōu)化軟件。它將數(shù)字技術(shù)、推理技術(shù)和設(shè)計探索技術(shù)有 效融合，集成各種仿真代碼并提供設(shè)計智能支持，對多個設(shè)計可選方案進(jìn)行評估和研究，同時能夠與Matlab等計算軟件實現(xiàn)無縫連接，從而縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。本文通過iSIGHT優(yōu)化平臺集成用Matlab自編的動力傳動系統(tǒng)扭振分析程序，以彈性聯(lián)軸器剛度為設(shè)計變量，以各部件的扭振幅值、附加扭振應(yīng)力不超出許用值為約束條件，以多個軸段的附加扭振應(yīng)力的加權(quán)和較小化為優(yōu)化目標(biāo)，實現(xiàn)了聯(lián)軸器剛度的合理匹配，減低了車輛動力傳動系統(tǒng)的扭振響應(yīng)。

對動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時，不僅要把某些部件的振幅及應(yīng)力控制在許用范圍內(nèi)，還要盡量減小它們，以防止部件疲勞壽命降低，甚至發(fā)生破壞。本文中的軸段附加扭振應(yīng)力是發(fā)動機(jī)多頻激勵中各個子頻率引起的軸段附加扭振應(yīng)力的矢量和。軸段附加扭振應(yīng)力的綜合幅值有利于從系統(tǒng)共振與否以及是否超出持續(xù)扭振許用應(yīng)力的角度描述軸段疲勞強(qiáng)度。因此優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為各軸段附加扭振應(yīng)力較小。

多目標(biāo)優(yōu)化問題通常不可能存在使每一個目標(biāo)都同時達(dá)到較優(yōu)的較優(yōu)解，這些目標(biāo)往往是相互矛盾的。因此，多目標(biāo)優(yōu)化問題一般都轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題求解，本文采用線性加權(quán)法進(jìn)行優(yōu)化，其根據(jù)不同目標(biāo)的重要性對各個目標(biāo)進(jìn)行加權(quán)量化，從而求得一個對每一個目標(biāo)來說都相對較優(yōu)的有 效解。

本文從整個動力傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動特性出發(fā)，以彈性聯(lián)軸器剛度為設(shè)計變量，以系統(tǒng)振動響應(yīng)較小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)集成優(yōu)化，主要研究

結(jié)論如下:1)在自編扭振響應(yīng)分析程序基礎(chǔ)上，建立了適用于車輛動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化模型和優(yōu)化流程，實現(xiàn)了發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)的合理匹配，減低了系統(tǒng)振動;

2)通過iSIGHT優(yōu)化平臺集成PTVA扭振分析程序，形成了一個優(yōu)化系統(tǒng)，對今后車輛動力傳動系統(tǒng)彈性聯(lián)軸器的剛度設(shè)計和系統(tǒng)減振具有指導(dǎo)意義。