[发明专利]汽车驱动桥系统的模态综合动力学建模与分析方法

摘要

本发明涉及一种汽车驱动桥系统的模态综合动力学建模与分析方法，其特征在于，包括以下内容：1)建立驱动桥各部件的有限元模型，根据部件之间的连接关系定义边界节点，建立各部件的模态综合模型，求得各部件的模态综合刚度矩阵和质量矩阵；2)建立各部件连接关系模型；3)将各部件的模态综合刚度矩阵和质量矩阵按照连接关系组集，建立完整的驱动桥系统模态综合动力学模型，获得驱动桥系统的刚度矩阵和质量矩阵；4)计算驱动桥系统动力学模型的固有振动频率和正则振型，并采用模态叠加法计算主减速器齿轮动态啮合力激励下驱动桥系统的动力学响应。本发明整个建模过程具有较强的通用性，且具有较高的计算效率，可以广泛应用于齿轮传动系统的动力学分析中。

主权项

1.一种汽车驱动桥系统的模态综合动力学建模与分析方法，其特征在于，包括以下内容：1)建立驱动桥各部件的有限元模型，根据部件之间的连接关系定义边界节点，建立各部件的模态综合模型，求得各部件的模态综合刚度矩阵和质量矩阵；2)建立各部件连接关系模型；3)将各部件的模态综合刚度矩阵和质量矩阵按照连接关系组集，建立完整的驱动桥系统模态综合动力学模型，获得驱动桥系统的刚度矩阵和质量矩阵；4)计算驱动桥系统动力学模型的固有振动频率和正则振型，并采用模态叠加法计算主减速器齿轮动态啮合力激励下驱动桥系统的动力学响应，具体为：4.1)主减速器齿轮的动态啮合力采用有限元接触分析方法求得，齿轮啮合力在一个周期内的离散数据表示为：式中，Fdg0为直流分量；NF为谐波总阶数；H(k)和Φ(k)分别为第k阶谐波对应的幅值和相位；f0为齿轮啮合基频；4.2)将各阶谐波啮合力表示为复数形式，分别施加在驱动桥模态综合模型主动齿轮和从动齿轮等效啮合边界点上，主动齿轮和从动齿轮啮合力大小相等，方向相反，假设第k阶齿轮激振频率对应的系统简谐激振力为Fdk(t)，采用模态叠加法计算各阶齿轮激振力对应的系统稳态时域位移响应，表示为：式中，ω和φ分别为驱动桥系统的固有振动频率和正则振型；ωdk为齿轮啮合力第k阶激振频率；ωi为驱动桥系统的第i阶固有振动频率；λi＝ωdk/ωi为第i阶频率比；ξi为第i阶模态阻尼比；n为模态叠加法保留的系统模态阶数；4.3)驱动桥系统总位移响应为各阶齿轮激振力对应的系统稳态位移响应的叠加，表示为：式中，NF为动态啮合力包含的频率阶数。