【终稿】汽车三轴五档变速器设计【论文图纸】

采用模态分析确定了网架结构的十阶模态振型及固有频率，他们是承受动载荷的结构设计中的重要参数。

它们表明了系统自由振动的特性。

同时知道了结构的固有频率，便可以在设计与改进时使网架结构的固有频率避开其在使用过程中的外部激振频率。

同时为之后的谐响应分析奠定基础。

通过进步的随机振动谱分析，采用地震波对网架结构进行计算，得出位移速度加速度响应曲线，找出共振频率。

说明该网架结构的地震响应既有受迫振动又有结构共振。

从模态分析得到的自振频率看，网架由于结构的低阶自振频率与共振频率接近，而高阶振型的峰值响应与第阶振型相比要高的多，所以在工程实际情况中主要考虑该网架的低阶频率易产生共振，从而应避免网架产生共振。

由于时间限制，本课题主要完成了以上研究工作，但仍有些问题有待进步研究。

如除了本课题中分析的正交正放四角锥网架外，其他形式双层网架的静动力特性如何用非线性方法分析双层网架结构的极限承载能力如何用动力检测的方法评定双层网架结构的质量问题在工程实际中如何很好的避免网架的低阶易振频率等等。

附录软件的语言建模程序。

，横向网格数量，纵向网格数量，横向网架尺寸，纵向网架尺寸，腹高度，网架总高，建立弦面内各节点，建立弦面内各节点，连接弦面内各节点连接弦面各节点弦与弦节点的连接定义截面性质和材料特性，模型完成后记在论文完成之际，我首先要感谢我的导师。

本论文是在老师的悉心指导下完成的。

在整个课题工作中，我始终得到导师的全面指导和教诲，在论文的选题和理论上给出了许多意见和建议。

导师渊博的专业知识严谨的学风忘我的敬业精神勇于钻研不断创新的科研精神和丝不苟的工作作风给我留下了非常深刻的印象，对我今后的学习工作和生活都有极大的指导意义，并鞭策我在今后的继续学习和工作中努力钻研不断进取。

在整个设计期间，无论在学习生活还是在课题的完成过程中，他都给予了我无微不至的关心和无私的帮助，在此，我向我的导师致以最诚挚的谢意，感谢学院的全体老师，正是因为他们辛勤地教导，使我顺利地完成了学业，增长了见识和才干。

同时，四年的本科生学习期间，还得到了学院的领导老师及许多朋友的支持和帮助，在此表示深深感谢。

同时，在本课题操作过程中，得到了许多同学的大力帮助，对此表示感谢，主要参考文献韩西，钟厉，有限元分析在结构分析和计算机仿真中的应用，重庆交通学院学报，年月，第卷增刊第三期，孙涛，肖汉宁，有限元法在建筑卫生陶瓷生产中的应用，陶瓷科学与艺术，方鹏，江进国，有限元法及技述在钻柱研究中的应用，装备制造技术，年，第期，李建设，顾耀东，有限元法在运动生物力学研究中的应用进展，体育利学，年，过有限元软件的应用可得到以下结论本课题在建模过程中有效的采用了有限元软件自带语言建立参数化的模型，并确定载荷类型及边界条件的单元类型的选择。

可以很有效的缩短了网架的建模的时间，简化了网架的建模过程。

在对网架结构的静力分析时可看出，由于网架采用的是多点支承方式，支承点较多，当点支承不良时网架前后产生的变化很小，可得出当点支承不良时对第卷第期，杨锋，网架结构在高层建筑宝顶设计中的应用，山西建筑，年月，第卷第期，邢海东，郝际平，徐国彬，索托网架结构在干煤棚工程中的应用，湖南人学学报自然科学版，年月，第地面的相对速度成正比计算地震反应时振动时网架的下部结构各部分与地面做同运动计算地震反应时。

网架结构的地震反应分析网架结构在地震作用下所有节点的振动方程写成矩阵形式为式中，为阻尼系数矩阵，般取阻尼，即为相对于地面的相对位移列矩阵为相对速度列矩阵为相对加速度列矩阵为地面运动加速度列矩阵关于式的求解，本文利用时程分析法直接进行求解。

时程分析法又称直接动力法，在数学上亦称逐步积分法，它是对结构物的运动微分方程直接进行逐步积分求解的种动力分析法。

逐步积分法的计算过程是根据动力学方程，引进些假设，建立由时刻结构状态向量到时刻状态向量的递推关系式，从而从时刻的状态向量出发，步步地求出各时刻的状态向量。

常用的有线性加速度法法，法，以及精度较高的高阶单步法。

网架结构的随机振动谱分析随机振动谱分析是种将模态分析结果和已知谱联系起来，然后计算模型位移和应力的分析技术，主要用于模型在确定载荷或随机载荷作用下，获得结构的响应情况。

地震激励响应是建筑结构需要考虑的关键工况。

本课题采用个典型地震位移谱来考察网架结构的地震频率响应。

本文采用地面位移激励方法，将地震时地面位移波形以获得各时刻的垂直地面位移离散化，并将其输入为网架结构的地面连接处的位移来模拟地震的地面振动对结构的激励。

由于整个网架是由柱子支撑的，所以地震的振动是通过柱子传输到整个网架上的，所以输入地震振动响应点就是网架模型的约束点。

其具体值见表。

表值引自文献表地震响应谱频率位移频率位移这里选取有较大位移变形的节点进行位移加速度速度响应谱分析。

通过时间历程后处理器，获得图号节点在向上的频率位移加速度速度响应曲线如图图图。

图位移响应曲线图加速度响应曲线图速度响应曲线在输入地震激励的载荷步后，计算网架结构频率响应。

通过观察三个响应曲线图可以看出有个特殊时刻值得关注。

在频率为附近时，不管是位移或加速度还是速度响应曲线值都达到了最大值。

结构发生共振的频率值主要是在左右，这就是工程结构设计时要力求避免其固有频率落在这频率附近。

此频率值与上述模态分析中的第阶振型相对应其低阶固有频率是。

说明该网架结构的地震响应既有受迫振动又有结构共振。

从模态分析得到的自振频率看，网架由于结构的低阶自振频率与共振频率接近，而高阶振型的峰值响应与第阶振型相比要高的多，所以在工程实际情况中主要考虑该网架的低阶频率易产生共振，从而应避免网架的低阶频率。

结论本课题采用了美国建筑结构三维有限元分析软件软件作为研究工具，首先在中建立了网架的参数化模型，然后进行静动力特性分析。

通网架的影响较小。

网架的变形在方向交替出现，但主要变形是在向上。

通过分析还获得上弦腹杆下弦中杆件的内力分布，得出部分杆件在不同约束是产生了变号，从而在工程实际施工中应卷第信号，所以数字信号处理系统般输入为模拟信号，模拟信号经过抽样处理得到离散信号，再经量化得到数字信号，输入到数字处理单元经数学处理后输入数字信号变换成输出数字信号，输出数字信号再经过变换和平滑滤波得到模拟信号的输出。

数字控制电源系统般由两部分组成，部分为数字处理器，另部分为被控对象。

数字处理器为离散部分，被控对象为连续部分，或者分别称为数字部分和模拟部分。

若要实现数字处理器对被控对象的控制，首先必须通过处理器内部或外部扩展的功能模块以定的采样频率对系统的模拟输出量进行采样，将该连续信号转化为离散的数字信号，再经过量化后转变为数字量，用于处理器内部的运算。

而模拟控制系统的采样是实时的连续的。

在数据处理上数字处理器对数据的处理是离散化的，数字处理器仅对各离散的采样值进行处理，而连续系统是基于连续信号的。

随着电源功能的逐步完善，数字处理器除了完成控制功能以外，还要能够实现保护显示以及远程监控等各种功能。

随着功能的增多，所需要的处理时间就会相应地增长，因此处理器的核心算法的处理频率受到定的限制，般核心算法的处理频率会小于电源的开关频率，这使得数字控制难以做到实时控制。

此外，为了实现对连续被控对象的控制，处理器内部计算结果的离散化输出必须转化为连续信号。

对于数字控制开关电源系统，数字处理器的输出环节般为内部或外部扩展的功能模块，它具有零阶保持的功能，即在下次输出更新之前始终保持本次输出值。

在第二章中描述了控制算法，其控制器表达式如下所示使用域采样模型可以建立如下的等效模型，使用限幅器限制信号强度不能超过定数值以避免产生过度的反馈信号，使用域延时模块以实现累加的功能。

图表示了控制器的域模型的结构图。

图控制器的域模型由于数字控制系统由数字处理器和控制对象组成，而它们分别属于数字部分和模拟部分，因此要对这两部分分别建立仿真模型，然后再结合在起进行仿真。

模拟部分的建模较为简单，只需用仿真软件中提供的模拟器件搭建好电路即可。

数学控制部分相对复杂些，需要考虑数模接口和数据处理两部分。

其中数模接口分为采样和转换，它们实现了功率部分和控制部分之间的接口。

在对控制系统进行分析时可把采样看成个理想开关与个比例项的串联，它实现了连续域到离散域的转捣，在仿真中可由模数转捣接口来实现。

转换具有零阶保持功能，完成离散域到连续域的转换。

对于数学控制开关电源系统，数模转换常常由数学处理器功能模块代替。

因此可以根据数学处理器内部信号产生机理，将计算得到的控制量与个固定开关频率的三角载波相交截，从而得到驱动信号。

图表示了完整的带有控制部分的升压电路的原理图。

其中采样环节由个模数转接口实现。

电压基准为个域给定信号，以上两者的差值做为误差项。

然后分别由域增益加法器比较器和延时等元件按图连接方法构成整个计算环节。

最后计算的输出分别成个频率为的三角波相交截，产生输出，经过数模转换接口后变成电压值，再通过压控电压源实现两路信号的放大和电气隔离。

仿真电路中除了增益之外的大多数域元件都需要个域采样脉冲信给予考虑。

采用模态分析确定了网架结构的十阶模态振型及固有频率，他们是承受动载荷的结构设计中的重要参数。

它们表明了系统自由振动的特性。

同时知道了结构的固有频率，便可以在设计与改进时使网架结构的固有频率避开其在使用过程中的外部激振频率。

同时为之后的谐响应分析奠定基础。

通过进步的随机振动谱分析，采用地震波对网架结构进行计算，得出位移速度加速度响应曲线，找出共振频率。

说明该网架结构的地震响应既有受迫振动又有结构共振。

从模态分析得到的自振频率看，网架由于结构的低阶自振频率与共振频率接近，而高阶振型的峰值响应与第阶振型相比要高的多，所以在工程实际情况中主要考虑该网架的低阶频率易产生共振，从而应避免网架产生共振。

由于时间限制，本课题主要完成了以上研究工作，但仍有些问题有待进步研究。

如除了本课题中分析的正交正放四角锥网架外，其他形式双层网架的静动力特性如何用非线性方法分析双层网架结构的极限承载能力如何用动力检测的方法评定双层网架结构的质量问题在工程实际中如何很好的避免网架的低阶易振频率等等。

附录软件的语言建模程序。

，横向网格数量，纵向网格数量，横向网架尺寸，纵向网架尺寸，腹高度，网架总高，建立弦面内各节点，建立弦面内各节点，连接弦面内各节点连接弦面各节点弦与弦节点的连接定义截面性质和材料特性，模型完成后记在论文完成之际，我首先要感谢我的导师。

本论文是在老师的悉心指导下完成的。

在整个课题工作中，我始终得到导师的全面指导和教诲，在论文的选题和理论上给出了许多意见和建议。

导师渊博的专业知识严谨的学风忘我的敬业精神勇于钻研不断创新的科研精神和丝不苟的工作作风给我留下了非常深刻的印象，对我今后的学习工作和生活都有极大的指导意义，并鞭策我在今后的继续学习和工作中努力钻研不断进取。

在整个设计期间，无论在学习生活还是在课题的完成过程中，他都给予了我无微不至的关心和无私的帮助，在此，我向我的导师致以最诚挚的谢意，感谢学院的全体老师，正是因为他们辛勤地教导，使我顺利地完成了学业，增长了见识和才干。

同时，四年的本科生学习期间，还得到了学院的领导老师及许多朋友的支持和帮助，在此表示深深感谢。

同时，在本课题操作过程中，得到了许多同学的大力帮助，对此表示感谢，主要参考文献韩西，钟厉，有限元分析在结构分析和计算机仿真中的应用，重庆交通学院学报，年月，第卷增刊第三期，孙涛，肖汉宁，有限元法在建筑卫生陶瓷生产中的应用，陶瓷科学与艺术，方鹏，江进国，有限元法及技述在钻柱研究中的应用，装备制造技术，年，第期，李建设，顾耀东，有限元法在运动生物力学研究中的应用进展，体育利学，年，过有限元软件的应用可得到以下结论本课题在建模过程中有效的采用了有限元软件自带语言建立参数化的模型，并确定载荷类型及边界条件的单元类型的选择。

可以很有效的缩短了网架的建模的时间，简化了网架的建模过程。

在对网架结构的静力分析时可看出，由于网架采用的是多点支承方式，支承点较多，当点支承不良时网架前后产生的变化很小，可得出当点支承不良时对