滑動式驅動軸引起的車輛振動的實驗和有限元分析法

摘要：
動力傳動系統(tǒng)的噪聲、振動和舒適性（NVH）已經(jīng)成為客戶和汽車行業(yè)評定汽車NVH性能的品質因素。傳動軸組件的設計必須確保所設計的動力傳動系統(tǒng)牢固而可靠，以達到整車的NVH目標。它們還要確保系統(tǒng)維持其耐用性。
當汽車行駛在不平路面或突然加速和減速時，動力系統(tǒng)的滑動裝置要適應后軸和后懸架引起的運動。有一個設計方案是用壓配合的滑動管來適應滑動裝置?；瑒友b置引起管內接觸力的起伏變化，尤其在車輛下坡時更為顯著，并且產生非線性接觸力的現(xiàn)象。本文利用實驗和有限元法線性工具來解釋滑動管式驅動軸的非線性行為，并提出設計方案來解決目前滑動管傳動軸設計中的車輛振動問題。

1 介紹：
本次任務是研究和分析：滑動管式驅動軸后橋驅動汽車速度在70－90km/h時的振動問題。在這一過程中，汽車座椅上發(fā)生不舒適的振動。這種振動是由第一傳動軸的旋轉運動引起的，在研究的車速范圍內，后軸齒輪端部的振動響應和座椅的振動相關。有限元模型的建立可以使實驗的結果和問題在模型中再現(xiàn)。大量模型的建立是為了將有限元模型預測的結果和實驗的數(shù)據(jù)以及實際的汽車響應相比較，從而找到這一現(xiàn)象的物理原因。有限元模型可以通過分段線性化的方法來模擬滑動驅動軸模型內的非線性的觸點壓力。問題的處理過程如下圖[1]所示：（a）通過道路測試來確定問題所在，并且找出產生問題的系統(tǒng)；（b）在測試裝置上再現(xiàn)路試中出現(xiàn)的問題；（c）建立系統(tǒng)的有限元模型找出問題的根本原因；（d）模擬根本原因。
模型預測的結果不但可以解釋在實驗和野外測試中發(fā)現(xiàn)的問題，而且能促使我們找到問題的根源、增加這方面的經(jīng)驗。更重要的是，這項工作的結果可以幫助汽車傳動軸設計部門在設計帶有滑動裝置的傳動軸方面確定設計原則，有助于間隙、花鍵長度、滑動裝置定位等參數(shù)的選取。此外，根據(jù)先前發(fā)表的論文， 由公式[1] 可以知道這些參數(shù)確實會影響到滑動裝置的剛度，還會改變傳動軸的固有振動頻率。