車輛動力傳動系統聯軸器剛度優化研究

為減小傳動系統扭振響應，集成自編的車輛動力傳動系統扭振分析程序建立了反映系統振動的多目標優化模型。該模型以聯軸器剛度為設計變量，以多個軸段的附加扭振應力較小為目標，采用優化器求解，實現了聯軸器剛度優化設計。優化后，扭振角位移及軸段附加扭振應力都顯著減小。結果表明，通過iSIGHT優化平臺集成扭振分析程序，形成了一個有 效的優化系統，對車輛動力傳動系統聯軸器剛度的設計具有指導意義

扭轉振動是車輛動力傳動系統普遍存在的一種重要振動形式，其將導致各部件在發動機波動轉矩下產生附加振動轉矩和應力，甚至對部件強度安 全和系統工作品質造成嚴重影響。目前針對發動機曲軸系統減振器的優化研究比較完善，而對車輛動力傳動系統聯軸器的匹配需要以整個系統的扭振特性分析為基礎，系統集成優化的研究則較少傳統的扭振匹配計算要對多組不同參數配置的動力傳動系統進行分析，聯軸器剛度等關鍵參數只能憑經驗取值，計算量大，如果計算結果不滿足設計要求，設計參數需要重新取值進行分析，造成大量復性工作。軟件是由公司推出的一個集工業優化設計和自動化分析計算于一體的多學科優化軟件。它將數字技術、推理技術和設計探索技術有 效融合，集成各種仿真代碼并提供設計智能支持，對多個設計可選方案進行評估和研究，同時能夠與Matlab等計算軟件實現無縫連接，從而縮短產品的設計周期。本文通過iSIGHT優化平臺集成用Matlab自編的動力傳動系統扭振分析程序，以彈性聯軸器剛度為設計變量，以各部件的扭振幅值、附加扭振應力不超出許用值為約束條件，以多個軸段的附加扭振應力的加權和較小化為優化目標，實現了聯軸器剛度的合理匹配，減低了車輛動力傳動系統的扭振響應。

對動力傳動系統進行優化時，不僅要把某些部件的振幅及應力控制在許用范圍內，還要盡量減小它們，以防止部件疲勞壽命降低，甚至發生破壞。本文中的軸段附加扭振應力是發動機多頻激勵中各個子頻率引起的軸段附加扭振應力的矢量和。軸段附加扭振應力的綜合幅值有利于從系統共振與否以及是否超出持續扭振許用應力的角度描述軸段疲勞強度。因此優化目標函數為各軸段附加扭振應力較小。

多目標優化問題通常不可能存在使每一個目標都同時達到較優的較優解，這些目標往往是相互矛盾的。因此，多目標優化問題一般都轉化為單目標優化問題求解，本文采用線性加權法進行優化，其根據不同目標的重要性對各個目標進行加權量化，從而求得一個對每一個目標來說都相對較優的有 效解。

本文從整個動力傳動系統的扭轉振動特性出發，以彈性聯軸器剛度為設計變量，以系統振動響應較小為目標函數進行了多目標集成優化，主要研究

結論如下:1)在自編扭振響應分析程序基礎上，建立了適用于車輛動力傳動系統的優化模型和優化流程，實現了發動機與傳動系統的合理匹配，減低了系統振動;

2)通過iSIGHT優化平臺集成PTVA扭振分析程序，形成了一個優化系統，對今后車輛動力傳動系統彈性聯軸器的剛度設計和系統減振具有指導意義。