[发明专利]一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法

权利要求书

1.一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：针对车用增程器搭建增程器轴系扭转振动模型；

步骤2：确定增程器轴系扭转振动模型各节点结构参数；

步骤3：根据机械振动理论求解自由振动方程，得到振动模型的轴系各阶固有频率；

步骤4：统计增程器工况并计算对应的激励频率，判断激励频率与固有频率是否干涉；

步骤5：若判断结果为不存在干涉，则判断得出车用增程器轴系安全，若判断结果为存在干涉，则需进一步进行强迫振动分析，获取振动模型的共振节点最大振幅以及最大相对扭转角；

步骤6：基于最大相对扭转角获取振动模型的各节点对应结构的最大应力以与材料许用应力比较，若比较结果满足设定安全系数，则判断得出车用增程器轴系安全，若不满足则需返回步骤2修改各节点结构参数。

2.根据权利要求1所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤1具体包括：将车用增程器轴系各部件分为多个部分，简化成由一系列节点构成的增程器轴系扭转振动模型，各节点具有对应部分的转动惯量，各节点间通过刚度与阻尼连接。

3.根据权利要求1所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤2中的结构参数包括通过理论计算及有限元分析得到的各节点的转动惯量、刚度以及阻尼。

4.根据权利要求3所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的各节点的转动惯量，其对应的计算公式为：

J＝∑(∫r²·dm)l

式中，J为转动惯量，r为质点至回转轴线距离，dm为质点质量，l为各轴段长度。

5.根据权利要求3所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的各节点的刚度，其对应的计算公式为：

k＝T/α

式中，k为等效扭转刚度，T为有限元软件计算加载的力矩，α为有限元软件计算出的结构两端扭转角。

6.根据权利要求3所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的各节点的阻尼，其对应的计算公式为：

c＝ξJω

式中，c为阻尼，ξ为阻尼系数，ω为轴系转速。

7.根据权利要求1所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤4中的增程器工况包括怠速工况、稳态运转工况和过渡工况。

8.根据权利要求1所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤5包括以下分步骤：

步骤501：若判断结果为不存在干涉，则判断得出车用增程器轴系安全；

步骤502：若判断结果为存在干涉，则需进一步进行强迫振动分析，在机械振动分析软件中搭建步骤1中所述的增程器轴系扭转振动模型，输入步骤2中确定的各节点结构参数，轴系转速为激励频率与固有频率相干涉时对应的转速，此外针对该振动模型添加激励模块，将该增程器最大负荷下的发动机缸压曲线输入至软件中得到轴系各节点受迫振动角位移响应图；

步骤503：基于轴系各节点受迫振动角位移响应图，对其中各相邻节点的角位移响应做差，并选取最大振幅进而得到各节点最大相对扭转角。

9.根据权利要求8所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤502中的机械振动分析软件为AME Sim软件。

10.根据权利要求1所述的一种车用增程器轴系扭转振动的分析方法，其特征在于，所述的步骤6包括以下分步骤：

步骤601：在有限元分析软件中，对步骤1中的增程器轴系扭转振动模型各节点间所代表的结构施加扭矩，使得结构两端的扭转角达到步骤5中得到的最大相对扭转角以通过软件计算得到对应结构的最大应力；

步骤602：将材料最大许用最大应力与此时对应结构的最大应力的比值作为安全系数与设定值作比较；

步骤603：若安全系数大于等于设定值，则判断得出车用增程器轴系安全，若不满足则需返回步骤2修改各节点结构参数。