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，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)振動的多目標優(yōu)化模型。該模型以聯(lián)軸器剛度為設計變量，以多個軸段的附加扭振應力較小為目標，采用優(yōu)化器求解，實現(xiàn)了聯(lián)軸器剛度優(yōu)化設計。優(yōu)化后，扭振角位移及軸段附加扭振應力都顯著減小。結果表明，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)軸器剛度的設計具有指導意義

扭轉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，其將導致各部件在發(fā)動機波動轉矩下產(chǎn)生附加振動轉矩和應力，甚至對部件強度安 全和系統(tǒng)工作品質(zhì)造成嚴重影響。目前針對發(fā)動機曲軸系統(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，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)進行分析，聯(lián)軸器剛度等關鍵參數(shù)只能憑經(jīng)驗取值，計算量大，如果計算結果不滿足設計要求，設計參數(shù)需要重新取值進行分析，造成大量復性工作。軟件是由公司推出的一個集工業(yè)優(yōu)化設計和自動化分析計算于一體的多學科優(yōu)化軟件。它將數(shù)字技術、推理技術和設計探索技術有 效融合，集成各種仿真代碼并提供設計智能支持，對多個設計可選方案進行評估和研究，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)軸器剛度為設計變量，以各部件的扭振幅值、附加扭振應力不超出許用值為約束條件，以多個軸段的附加扭振應力的加權和較小化為優(yōu)化目標，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。

對動力傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化時，不僅要把某些部件的振幅及應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力是發(fā)動機多頻激勵中各個子頻率引起的軸段附加扭振應力的矢量和。軸段附加扭振應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)扭振許用應力的角度描述軸段疲勞強度。因此優(yōu)化目標函數(shù)為各軸段附加扭振應力較小。

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

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

結論如下:1)在自編扭振響應分析程序基礎上，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)軸器的剛度設計和系統(tǒng)減振具有指導意義。