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        基于多自由度的后懸置拉桿分析優(yōu)化

        2022-06-05 08:37:24謝嘉悅陳冰玉
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2022年9期

        懸置系統(tǒng)是動(dòng)力總成振動(dòng)傳遞路徑過程中最重要的減振件之一,直接影響動(dòng)力總成振動(dòng)傳遞及車內(nèi)的舒適性。對(duì)于橫置系統(tǒng)而言,一般采用三點(diǎn)懸置布置,左右懸置主要起承載作用,后懸置通常采用拉桿形式,對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行隔振及限位。實(shí)際上,此類后懸置拉桿對(duì)于懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言,是決定成敗的關(guān)鍵:對(duì)于動(dòng)力總成,后懸置拉桿對(duì)主方向轉(zhuǎn)動(dòng)模態(tài)影響占50%以上;對(duì)于副車架系統(tǒng),后懸置兩頭橡膠中間支架,本身除了柔性模態(tài)以外,也存在剛體模態(tài),兩者之間的模態(tài)管理需要嚴(yán)格控制。

        0 概述

        對(duì)橫置發(fā)動(dòng)機(jī),懸置布置通常采用三點(diǎn)布置(如圖1),后懸置拉桿常見形式如圖2。后懸置拉桿在各車型上基本大同小異,兩頭采用橡膠結(jié)構(gòu),中間骨架連接。大端的橡膠結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)服從于怠速工況下懸置隔振設(shè)計(jì)的剛度需求;小端的橡膠結(jié)構(gòu),除個(gè)別車型外,絕大部分是一個(gè)實(shí)心結(jié)構(gòu)的小襯套,主要釋放拉桿的扭轉(zhuǎn)方向的自由度,使該拉桿主要起抗扭作用。實(shí)際上,很多人在該零件優(yōu)化過程中,僅重視大端的橡膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)骨架結(jié)構(gòu)及小襯套優(yōu)化往往有所忽略。

        1 基于六自由度的后懸置拉桿影響分析

        對(duì)于怠速工況的隔振,懸置隔振的優(yōu)劣主要取決于動(dòng)力總成的模態(tài)及解耦設(shè)計(jì)。模態(tài)方面,要求動(dòng)力總成主方向固有頻率小于激勵(lì)頻率的2倍以上,越小越好。然而,出于耐久及經(jīng)濟(jì)角度考慮,主方向固有頻率小于激勵(lì)頻率2-3倍比較合適(見圖3)。

        解耦方面主要取決于布置及剛度分配,一般要求主方向解耦盡可能的接近100%。在解耦100%的情況下,其主方向模態(tài)完全由該方向的剛度決定。

        (1)

        其中:

        為主方向剛度;

        為第

        個(gè)懸置離質(zhì)心的

        向距離;

        為第

        個(gè)懸置離質(zhì)心的

        向距離;

        為第

        個(gè)懸置

        方向的剛度;

        為第

        個(gè)懸置

        方向的剛度;實(shí)際上,左右懸置布置有解耦要求(即扭矩軸與彈性軸重合)及后拉桿僅存在

        向剛度。因此,一個(gè)布置合理的懸置系統(tǒng),該方向的剛度趨于:

        (2)

        測(cè)得參數(shù)如下表2:

        凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)檢測(cè)陽離子脂質(zhì)體與質(zhì)粒RNA的配比(2:1、5:1、10:1、20:1),陽離子脂質(zhì)體與100 pmoL TGF-β1 siRNA (5'GGAGUCAGAUCCUCAG?CAAGC3'5'UUGCUGAGGAUCU GACUCCUG3')室溫孵育30 min后,進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn),觀察siRNA是否完全被陽離子脂質(zhì)體包裹,反應(yīng)體系為50 ul。

        2 基于后懸置拉桿的模態(tài)及影響分析

        對(duì)于后懸置拉桿,可以將其看成獨(dú)立的個(gè)體進(jìn)行分析。即將后懸置拉桿的兩個(gè)襯套看成兩個(gè)小型的懸置,后懸置拉桿的骨架看成“動(dòng)力總成”,其實(shí)該部件本身是存在剛體模態(tài)的,其模型見圖4。區(qū)別于支架本身的柔性模態(tài),該支架的剛體模態(tài)主要受支架重量、質(zhì)心、大小襯套的剛度影響。

        基于某車型,對(duì)后懸置拉桿按動(dòng)力總成模態(tài)計(jì)算方式

        (六自由度)進(jìn)行建模分析,考慮扭矩剛度的影響,取平動(dòng)方向的模態(tài),結(jié)果如下表1:

        其中:

        為質(zhì)量矩陣;

        為動(dòng)力總成質(zhì)量矩陣;

        為后懸置質(zhì)量矩陣;

        為副車架質(zhì)量矩陣;

        為剛度矩陣;

        為動(dòng)力總成剛度矩陣;

        為后懸置剛度矩陣;

        為副車架剛度矩陣;

        ·

        為動(dòng)力總成和后懸置耦合剛度矩陣;

        ·

        為后懸置和副車架耦合剛度矩陣;

        ·

        為后懸置和副車架耦合剛度矩陣。

        根據(jù)分析,對(duì)此后懸置拉桿進(jìn)行剛體模態(tài)測(cè)試,確認(rèn)該件剛體模態(tài)較低,實(shí)測(cè)后拉桿Z向剛體模態(tài)為73Hz(見圖5)。

        進(jìn)一步,對(duì)整車的升速工況進(jìn)行振動(dòng)噪聲測(cè)試,在Z向73Hz的模態(tài)處,整車噪聲有相應(yīng)的峰值對(duì)應(yīng),主觀評(píng)價(jià)車內(nèi)有輕微的隆隆聲(booming)(見圖6)。

        由此可見,在動(dòng)力總成振動(dòng)傳遞過程中,如果后拉桿剛體模態(tài)不加以控制的話,很容易引起升速過程中的輕微共振,進(jìn)而影響車內(nèi)的舒適性。因此,需要建立動(dòng)力總成-后懸置拉桿-副車架分析模型做進(jìn)一步分析。

        本研究新聞?wù)Z料選自英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》的網(wǎng)絡(luò)版中關(guān)于G20峰會(huì)的報(bào)道,發(fā)表時(shí)間是2017年7月7日-7月8日。在以G20峰會(huì)為主題的報(bào)道中繼續(xù)篩選,選取其中關(guān)于美國(guó)或特朗普總統(tǒng)的報(bào)道26篇,其中,占據(jù)篇幅最多的內(nèi)容分別為特朗普總統(tǒng)與普京的雙邊會(huì)談、與本國(guó)(英國(guó))貿(mào)易協(xié)定、退出巴黎協(xié)定等三方面話題。本研究將就這三方面話題進(jìn)一步展開統(tǒng)計(jì)和分析,探討其中架構(gòu)隱喻的類別、分布以及其所反應(yīng)的深層架構(gòu)和話語策略。

        3 基于后拉桿的多自由度模型建立與優(yōu)化

        3)后懸置支架重量:影響后懸置本身的剛體模態(tài)。

        1)大襯套剛度:如前述,影響動(dòng)力總成剛體模態(tài),從而影響怠速工況的懸置隔振;

        本文綜合考慮所涉及的各個(gè)參數(shù),建立動(dòng)力總成-后懸置-副車架分析模型,具體數(shù)學(xué)模型示意如下圖7:

        振動(dòng)模態(tài)計(jì)算公式如下:

        綜上,在系統(tǒng)計(jì)算過程中,后懸置的結(jié)構(gòu)其實(shí)可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),主要涉及如下:

        4)副車架及襯套:影響周邊模態(tài)及支架本體模態(tài)。

        “真實(shí)性”作為遺產(chǎn)旅游中的核心要素,是多方利益的共同訴求。如何在文化展示的過程中兼顧多方利益,并讓民俗文化保持其最大的本真性,成為可操作的遺產(chǎn)保護(hù)和傳承的具體實(shí)踐,關(guān)鍵在于在文化展示中把握本真與商品化的均衡。文化的本真性和文化的商品化并不是截然對(duì)立的兩個(gè)方面。在展示民俗和遺產(chǎn)文化時(shí),需要警惕的是民俗和遺產(chǎn)的“迪斯尼化”或“拉斯維加斯化”。再者,地方文化的展示需要區(qū)分舞臺(tái)的“前臺(tái)”和“后臺(tái)”。在城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程日益加快的今天,“后臺(tái)”是民俗和遺產(chǎn)賴以存在與發(fā)展的土壤,也是民族文化多樣性得以存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。在通過“前臺(tái)”把民俗和遺產(chǎn)文化推向大眾旅游市場(chǎng)的同時(shí),更需要?jiǎng)?chuàng)造條件保護(hù)好“后臺(tái)”。

        2.1 新生兒氣胸危險(xiǎn)因素分析 觀察組的ARDS、肺炎、濕肺、羊水吸入綜合征及剖宮產(chǎn)所占比例明顯高于健康組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

        2)小襯套剛度:影響后懸置本身的剛體模態(tài),從而影響車輛升速過程中的舒適性;

        (3)

        (4)

        (5)

        相關(guān)的研究結(jié)果顯示,將能力建設(shè)指標(biāo)體系進(jìn)行劃分,劃分為五個(gè)維度,其內(nèi)容分別為扶貧項(xiàng)目與資源管理能力、信息溝通的能力、政府和社區(qū)的管理能力、扶貧項(xiàng)目的參與能力和農(nóng)戶的自我發(fā)展能力。其中的第一項(xiàng)主要主要分為交通便利度、扶貧項(xiàng)目對(duì)生活的幫助等。扶貧信息溝通能力主要包括扶貧資金的公開度、對(duì)信息進(jìn)行處理的能力等。政府和社區(qū)的能力主要有工作效率和幫扶的力度等。項(xiàng)目的參與能力主要包括生產(chǎn)技能的培訓(xùn)、扶貧的反饋情況等。農(nóng)戶的自我發(fā)展能力主要有農(nóng)戶生活的改善情況等。

        相關(guān)公式推導(dǎo)可以參考論文

        ,推導(dǎo)過程類似,本文限于篇幅,不做贅述。

        為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,對(duì)某項(xiàng)目動(dòng)力總成及其副車架進(jìn)行三線擺慣量實(shí)測(cè)(如下圖8)。

        基于此,后懸置拉桿距離質(zhì)心Z向距離一般2倍于左右懸置。因此,該方向的剛度及對(duì)應(yīng)的模態(tài)基本取決于后懸置拉桿的剛度,貢獻(xiàn)量占50%以上。

        針對(duì)副車架、后拉桿、動(dòng)力總成進(jìn)行建模分析,計(jì)算結(jié)果如下表3:

        后懸置拉桿的計(jì)算與測(cè)試誤差主方向Z向相對(duì)較小,誤差在1.4%(實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見圖5),Y向?yàn)?.3%,主要涉及該方向剛度為仿真計(jì)算,非實(shí)測(cè)值;副車架除個(gè)別方向外,基本在5%以內(nèi)。

        相對(duì)六自由度模型,動(dòng)力總成剛體模態(tài)差異很小,完全可以覆蓋傳統(tǒng)的六自由度模型,見圖9。

        首先從規(guī)劃層面上,企業(yè)必須要了解自己品牌的現(xiàn)狀,要洞察自己品牌在市場(chǎng)上的狀態(tài)、在行業(yè)中的位置、所處的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)環(huán)境,由此對(duì)公司品牌作出準(zhǔn)確而清晰的定位,包括企業(yè)宗旨、目標(biāo)服務(wù)人群、產(chǎn)品特征等,其核心目的是在用戶心中形成獨(dú)一無二的形象,在公司全體員工中統(tǒng)一思想。

        綜上,15自由度計(jì)算模型相對(duì)可靠,覆蓋當(dāng)前6自由度模型,進(jìn)一步拓展到后懸置拉桿和副車架。計(jì)算結(jié)果及試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,后懸置拉桿Z向模態(tài)與副車架Rx模態(tài)過于接近,共振引起整車升速工況輕微booming。為進(jìn)一步優(yōu)化該問題,需要提升后拉桿Z向模態(tài),同步降低副車架Rx模態(tài),避免共振引起B(yǎng)ooming,優(yōu)化后的模態(tài)如下表5。

        維護(hù)檢修費(fèi)=固定資產(chǎn)價(jià)值×年修理費(fèi)率。年修理費(fèi)率取0.5%,則每年減少維護(hù)檢修費(fèi)64.42萬元(12 883.43萬元×0.5%)。

        ⑦M(jìn)azzone Jason,“Facebook’s Afterlife”,North Carolina Law Review,90(5),2012,pp.1643 ~1686.

        由于模態(tài)的錯(cuò)開,由間隔2.5Hz錯(cuò)開到11.2Hz,車內(nèi)的在該區(qū)域的噪聲降低了8dB(見圖10),整車升速工況沒有明顯booming問題,舒適性得到極大的改善。

        4 總結(jié)

        隨著舒適性要求的提升,副車架襯套的增加,已經(jīng)與傳統(tǒng)的動(dòng)力總成懸置相互影響。后拉桿剛體模態(tài)與副車架的剛體模態(tài)比較容易接近,僅限于傳統(tǒng)的六自由度模型分析,無法識(shí)別升速共振問題。因此,需要以后懸置拉桿為觸手,統(tǒng)籌考慮動(dòng)力總成-后懸置拉桿-副車架系統(tǒng)。同時(shí),對(duì)于后懸置拉桿的設(shè)計(jì),也不應(yīng)該僅局限于傳統(tǒng)的單方向剛度及剛度曲線的設(shè)計(jì)。綜合考慮大襯套的三向剛度、支架的重量及質(zhì)心、小襯套的剛度更佳。

        [1]劉曉昂,基于整車振動(dòng)與噪聲控制要求的動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)計(jì)算分析方法[J].中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集精選,2013CN-NV049.

        [2]呂振華,范讓林,馮振東.汽車動(dòng)力總成隔振懸置布置的設(shè)計(jì)思想論析[J].內(nèi)燃楓工程,2004,25(3):37-43.

        [3]閻紅玉,徐石安.發(fā)動(dòng)機(jī)-懸置系統(tǒng)的能量法解耦及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].汽車工程,1993,15(6):321-328.

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