[发明专利]一种装载机隔振装置的参数设计和隔振性能分析评估方法

说明书

本发明公开一种装载机隔振装置的参数设计和隔振性能分析评估方法，包括：（1）测量动力总成的质量、质心和转动惯量，并建立动力总成的质量矩阵。（2）统计悬置装置的安装方式、安装角度以及发动机参数。（3）建立悬置系统的振动微分方程，通过求解振动微分方程求解解耦率、悬置支撑力和动反力之和，将传递到悬置支撑的力与动力总成激励力作比值即得传递率。（4）建立多目标优化函数：选取解耦率、悬置装置的传递率、悬置的支反力为优化目标。（5）以提升解耦率和隔振效果为目标，应用NsgaII多目标遗传算法进行优化设计。本发明的方法能够有效提高悬置选型的成功率，简化装载机NVH性能分析流程。

技术领域

本发明涉及装载机隔振装置技术领域，尤其涉及一种装载机隔振装置的参数设计和隔振性能分析评估方法。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发动机的不平衡惯性力和输出转矩周期性波动的特点，既会引起动力总成零部件的共振，又会引起车架的振动，再传递至驾驶室，从而增大驾驶室的振动水平。而悬置系统作为动力总成、车架、驾驶室三者之间传递振动的隔振装置，隔振性能越好，NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能越舒适。在低频工作低频阶段为了避开路面激励要求悬置在低频激励下具有大刚度、大阻尼的特性；在高频工作阶段需要具有较小的动刚度和阻尼。由此可知悬置刚度的选取存在一定的矛盾关系，所以在动力总成悬置系统优化设计时需要兼顾这两个方面，因此悬置系统合理刚度参数尤为重要。

目前，隔振装置参数设计往往根据标杆车评估或者依据经验进行确定，项目研发初期隔振装置的坐标位置关系往往根据整机布置空间确定，而没有根据最佳隔振性能进行正向合理的空间设计布置。在隔振装置选型上只考虑总成的质量而没有充分考虑转动惯量对隔振装置性能的影响。前期隔振装置研发的盲目性，严重影响隔振性能的发挥和产品周期的开发。进而缩小了悬置参数的选型范围和借用的概率，增加悬置装置重新开模的成本，造成资源浪费。因此，亟需建立系统的参数评估方法，建立正向设计开发流程，拟定经济合理的结构优化措施。

目前，解决工程机械的振动问题往往是采用更换悬置的方法进行，而且机械振动噪声的发生机理、传递路径辨识、控制对策等方面尚未形成系统的工作方法。解决原目标NVH问题的同时带来其它一些新的问题。此外，解决相关NVH问题有时以牺牲较大成本代价为前提，设计冗余、“事倍功半”现象较为常见，因此，亟需一种隔振性能系统的参数设计和分析方法。

发明内容

本发明的目的是解决以下方面的问题：(1)隔振装置设计初期正向设计开发流程不够系统全面，参数设计考虑不充分，参数设计不够合理。(2)在解决NVH问题时缺少机械振动噪声的发生机理，传递路径辨识、控制对策等不够系统全面。为此，本发明提供一种装载机隔振装置的参数设计和隔振性能分析评估方法，该方法能够有效提高悬置选型的成功率，简化装载机NVH性能分析流程。为实现上述目的，本发明技术方案如下。

在本发明第一方面，公开一种装载机隔振装置的参数设计方法，包括步骤：

(1)测量动力总成的质量、质心和转动惯量，并建立动力总成的质量矩阵。

(2)统计悬置装置的安装方式、安装角度以及发动机参数，该参数用于计算用动力总成在全局坐标系下的刚度矩阵。

(3)建立悬置系统的振动微分方程，通过求解振动微分方程求解解耦率、动反力之和、传递率。

(4)建立多目标优化函数：选取解耦率、传递率、悬置的支反力为优化目标。

(5)以提升解耦率和隔振效果为目标，应用NsgaII多目标遗传算法，分别从解耦率以及传递率、悬置装置支反力等优化目标出发，对动力总成悬置装置的刚度进行优化设计，对悬置件动刚度、阻尼参数等进行优化设计。