[发明专利]一种适用于乘用车不同工况传动系扭振分析的建模方法

权利要求书

1.一种适用于乘用车不同工况传动系扭振分析的建模方法，其特征在于，该方法在传统集中参数模型的基础上，考虑了发动机激励、曲柄连杆机构转动惯量和齿轮啮合刚度时变特性，离合器扭转减振器和齿轮侧隙产生的非线性刚度的内容，建立了适用于乘用车分析传动系不同工况动力学特性的仿真模型，通过实测或仿真得到的发动机特定工况缸压数据作为激励，滚动阻力和空气阻力的等效阻力矩为负载，实现对乘用车特定行驶工况的模拟；所述方法包括下列步骤：

步骤1、根据乘用车不同工况传动系运行特点以及周围环境，建立理论模型：

步骤2、计算传动系集中参数模型各部分等效转动惯量和扭转刚度，获取各部分扭转阻尼数值；

步骤3、细化模型的时变部分和非线性部分；

步骤4、获取特定工况的缸压数据作为激励，计算滚动阻力和行驶空气阻力的等效阻力矩作为负载。

2.根据权利要求1所述的适用于乘用车不同工况传动系扭振分析的建模方法，其特征在于，所述步骤2中计算传动系集中参数模型各部分等效转动惯量及扭转刚度，获取各部分扭转阻尼具体包括：

⑴、根据动力传动系的结构及传动系曲轴、变速器输入轴、输出轴、驱动轴转动惯量和传递力矩的分布情况，将各轴分别等效为由离散的转动惯量，无质量的扭转弹簧组成的a_i自由度扭振集中参数模型，转动惯量的参数通过三维建模，定义参考坐标系并赋予材料属性得到，或通过实验测试的方法获得；轴段的扭转刚度利用材料力学的相关知识计算得到

$K=\frac{M}{\mathrm{\θ}}=\frac{{\mathrm{GI}}_p}{l}---\left(1\right)$

式中，K为该轴段扭转刚度，单位Nm/rad，

M是施加于相应轴段两端的静扭矩，单位N·m，

θ为在该静扭矩作用下轴的扭转角，单位rad，

G为轴段材料的剪切模数，单位N/m²，

I_p为轴截面极惯性矩，单位m⁴，

l为轴段长度，单位m；

对于圆形截面的实心轴，极惯性矩由下式计算：

$I_p=\frac{{\mathrm{\πd}}^4}{32}---\left(2\right)$

对于轴径变化的阶梯轴，总的扭转刚度为各段扭转刚度串联后的值根据实际情况，各轴之间由离合器或齿轮副连接，利用Simulink或者多体动力学软件初步建立传动系扭振线性模型，a_i的值由各轴的具体结构和传递力矩的情况决定，其中i＝1,2,...,d，d为动力传动系中包含轴的个数；

⑵、获取系统的扭转阻尼，通过实验测试、设计手册获取传动系关键部位的扭转阻尼，所述系统的扭转阻尼，是指曲轴外部摩擦阻力、离合器扭转减振器扭转阻尼、轮胎变形阻尼、齿轮啮合阻尼和曲轴扭转减振器(TVD)的扭转阻尼。