考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计
0引言
当前，汽油、柴油发动机仍然是汽车动力系
统的主要形式。就汽油机和柴油机而言，其输出的扭矩是周期性波动的。这种周期性变化的激励作用于动力传动系统，引起各部件转速的不均匀，是造成动力传动系统扭转振动的根本原因
[1]
。发动机输出激励的波动无法避免，但当激
励扭矩的作用频率与动力传动系统固有频率相近，引发共振时，就会造成动力传动系统的剧烈振动。这种剧烈的扭转振动通过传动轴支撑、后桥、后悬等结构传递至车身，并与声腔相耦合，就会引发车内轰鸣。这种轰鸣通常是手动变速箱前置后驱车型最严重的NVH （noise ，vibration ，harshness ）问题之一[2]。
关于动力传动系统扭振轰鸣的机理和解决方法，国内外学者进行了很多研究。CODERC 等[3]设计了一套动力传动系统振动试验台架以测量发动机激励下系统的扭振性能；侯东晓等[4]采用拉格朗日方程建立了旋转机械传动系统的连续动力学模型，并通过传递函数法推导出任意轴上的扭振响应公式；王登峰等[5]通过三维实体建模、试验和计算获取动力传动系动力学参数，并分析了双质量飞轮扭振减振器对动力传动系固有特性及强迫振动响应特性的影响；张代胜等[6]利用偏导数法分析得出汽车动力传动系无阻尼自由扭振固有频率和振型对转动惯量和扭转刚度的灵敏度。
在实际工程应用中，动力传动系统参数常常无法进行设计修改。如改款车型和同平台车型为了保证零部件的共用性，动力传动系统往往直接借用；又如车辆开发后期，动力传动系统参数的更
收稿日期：2017－06－12
考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计
郝耀东1，
2
何智成1李光耀1张卓敏1
1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，410082
2.中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司，天津，300399
摘要：建立了带扭转动力吸振器的动力传动系统模型，考虑了动力传动系统与后桥的耦合作用，推导了带扭转动力吸振器的动力传动系统振动动力学方程；对扭转动力吸振器的影响进行研究，分析了加入扭转动力吸振器后动力传动系统自由振动和强迫振动性能的变化及其原因；将区间不确定性优化模型引入动力传动系统振动分析中，保证了不同制造条件和使用工况下扭转动力吸振器均能最大程度发挥其作用，且允许扭转动力吸振器参数存在宽松的设计公差。
关键词：扭转动力吸振器；区间模型；公差设计；不确定性优化中图分类号：U463.2
DOI ：10.3969/j.issn.1004-132X.2018.14.002
开放科学(资源服务)标识码(OSID)：
Uncertain Optimization of Torsional Vibration Damper Considering
Tolerant Design
HAO Yaodong 1，
2
HE Zhicheng 1LI Guangyao 1ZHANG Zhuomin 1
1.State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body ，Hunan University ，
Changsha ，410082
2.CATARC （Tianjin ）Automotive Engineering Research Institute Co.Ltd.,Tianjin,300339Abstract ：The driveline model with torsional vibration damper was build and the relationship of driveline and rear axle were considered in this model.The vibration equation of the model was formulated.The influence of torsional vibration damper on the free and forced vibration of driveline was systematical-ly studied.The interval uncertain optimization model was introduced to the driveline vibration analysis.With the presented method ，the torsional vibration damper can play its role effectively in different manu-facture and use conditions with greater tolerances.
Key words ：torsional vibration damper ；interval model ；tolerance design ；uncertain
optimization
第29卷第14期2018年7月
中国机械工程
CHINA MECHANICAL ENGINEERING
Vol.29No.14
pp.1645-1652
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