电驱总成多轴振动疲劳载荷谱及其模拟方法研究

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuxiaohe19861111
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电驱总成作为电动汽车的核心部件,其疲劳可靠性不仅影响着使用寿命,而且关系到电动汽车的行驶安全。因此,电驱总成可靠性越来越受到制造商和消费者的重视。振动疲劳试验也成为了验证和评价电驱总成可靠性必不可少的重要环节。目前,对于电驱总成的振动疲劳试验主要是利用室内振动试验台来完成的,一般采用单自由度试验或是近似等效多轴试验的方式,无法精确复现电驱总成在实车实际道路上的振动特性,容易造成欠试验和过试验。因此,本文结合计算机仿真技术和实际道路载荷谱采集技术,提取电驱总成的振动疲劳载荷谱,并对载荷特性进行研究,从而搭建电驱总成多轴振动模拟试验台,对实际行驶载荷谱进行模拟和再现,以此建立电驱总成多轴振动疲劳载荷谱的模拟试验方法,为电驱总成进行高效准确的振动疲劳试验提供行之有效的手段。首先,建立了搭载电驱总成的车-路系统动力学模型,输入典型路面进行系统动力学仿真分析,对电驱总成的振动特征进行研究,确定了描述电驱总成振动特性的测点。通过在这些测点布置振动加速度传感器,进行了电驱总成实际行驶载荷谱试验场实车采集。结合实测载荷谱特征分析和系统动力学分析,得到了电驱总成多轴振动模拟试验台的设计指标。其次,基于MAST道路模拟试验系统提出了改进Stewart六自由度电驱总成多轴振动模拟试验台。通过建立运动机构模型,结合静坐标下的运动和动坐标系下的运动,借助牛顿-欧拉方程和凯恩方程,建立了系统的运动学和动力学方程,进行了运动学反解和动力学分析,从而设计了试验台各构件参数,并建立了多轴振动模拟试验台三维模型。再次,在有限元软件中建立了工装夹具柔性体模型,结合电驱总成模型和多轴振动模拟试验台模型,在ADAMS中建立了刚-柔耦合电驱总成多轴振动模拟试验系统动力学模型。在此基础上,以液压作动器为输入,电驱总成加速度测点为输出,建立了ADAMS和MATLAB联合仿真模型,对多轴振动模拟试验系统的频响函数矩阵进行辨识。针对辨识得到的频响函数为非方阵无法直接求逆的问题,采用广义逆求解,并对此产生的最小奇异值进行修正,以保证后续迭代的收敛性。最后,基于远程参数控制技术和实测载荷谱,对电驱总成振动载荷谱模拟和再现方法进行了研究。通过对实测载荷谱进行去奇异值、滤波、重采样和加速等处理,获取了期望响应信号。结合频响函数矩阵对期望响应信号进行迭代,在多轴振动模拟试验系统上较好的模拟再现了电驱总成的振动载荷谱。
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