基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证

合集下载

基于悬置支架动刚度分析的整车NVH性能分析及改进

基于悬置⽀架动刚度分析的整车NVH性能分析及改进[摘要]动刚度指标是动⼒总成悬置⽀架等底盘零件NVH性能评价体系中的重要考核内容，基于有限元分析⽅法, 利⽤Altair RADIOSS软件的模态频率响应⽅法对悬置⽀架关键点的动态特性进⾏分析，可以得到相关零件的动刚度曲线。

通过对关键点进⾏动刚度分析,可以为车辆NVH性能改进提供理论参考，缩短开发周期和降低开发成本，对于提⾼车辆NVH性能设计⽔平具有重要的意义。

[关键词]悬置⽀架动刚度频率响应NVH【Abstract】The index of dynamic stiffness is theimportant assessment for the performance evaluation system of the chass pratssuch as powertrain mount bracket, based on method offinite element analysis,the modal frequency response method of Altair RADIOSS software isused toanalysis the dynamic characteristic of the critical points of the mount bracket.Dynamicstiffness analysis is done through the critical points ,it can providethe theoretical reference forthe vehicle NVH performance, shorten thedevelopment cycle and reduce development costs. Ithas the great significancefor improving the design capability of vehicle NVH performance. [Keywords] Mountingbracket;Dynamic stiffness;Frequency response;NVH1 引⾔随着消费者收⼊⽔平的提⾼，对汽车产品的舒适性需求越来越⾼,从⽽导致了在整车开发中对影响舒适性指标的振动噪声提出了更⾼的设计要求。

动力总成悬置系统刚体模态参数的试验与计算

动力总成悬置系统刚体模态参数的试验与计算宋向荣;李建康;郑立辉【摘要】为研究动力总成悬置系统的动力特性,为悬置元件的设计和优化提供依据,进行了悬置系统怠速工况的运行模态测试和理论计算.首先测试了悬置元件的动刚度、静刚度、阻尼等参数,建立了Matlab计算模型,进行刚体模态计算.结果表明,怠速工况下采用悬置元件动刚度的计算结果与运行模态结果吻合,动力总成悬置系统的刚体模态参数不适宜在实验室环境下测试.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】4页(P31-34)【关键词】动力总成悬置系统;刚体模态参数;动刚度;运行模态分析【作者】宋向荣;李建康;郑立辉【作者单位】江苏大学理学院,工程力学系,江苏,镇江,212013;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003;江苏科技大学船海学院,江苏,镇江,212003【正文语种】中文【中图分类】U468.33随着汽车功率的加大,发动机是影响汽车乘坐舒适性的不可忽视的重要激振源。

动力总成悬置系统是发动机隔振性能的关键环节,悬置元件的动力学特性直接影响隔振效果。

研究动力总成悬置系统的刚体模态参数,对于悬置系统的隔振性能及悬置元件参数设计和优化具有重要的参考价值。

常用的悬置元件有橡胶悬置和液压悬置两种,其动力学特性具有很强的非线性,其设计要求低频时具有大刚度和大阻尼性质,而高频时要小刚度和小阻尼。

因此不同工作频率下,悬置系统的动态特性会有不同,在实验室环境下的模态测试不能完全反映其动态特性。

本文以怠速工况为例,研究了某轿车动力总成悬置系统的运行工况下的刚体模态参数。

实验测试了悬置元件的动刚度、静刚度、阻尼等参数,采用matlab进行刚体模态计算。

结果表明,怠速工况下采用悬置元件动刚度的计算结果与运行模态结果吻合,动力总成悬置系统的刚体模态参数不适宜在实验室环境下测试。

本文的方法和结论对汽车动力总成悬置元件的设计和性能测试具有重要的实用价值。

汽车发动机悬置系统动刚度模态分析

汽车发动机悬置系统动刚度模态分析
李建康;郑立辉;宋向荣
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2009(031)005
【摘要】建立了基于悬置元件怠速工况下动刚度的发动机悬置系统MATLAB力学模型.同时由LMS实验模态分析系统测得了发动机实际工况下的运行模态参数,并以模态置信度对其进行了验证.与静刚度模型相比,以悬置元件动刚度建立的模型,其动态参数与运行模态参数更为接近,表明动刚度模型能更好地模拟悬置系统实际工况下的动态特性.
【总页数】5页(P457-461)
【作者】李建康;郑立辉;宋向荣
【作者单位】江苏大学理学院工程力学系,镇江,212013;江苏大学理学院工程力学系,镇江,212013;江苏大学理学院工程力学系,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.基于模态分析理论的结合部动刚度辨识 [J], 董冠华;殷勤;刘蕴;殷国富
2.副车架计算模态分析中衬套动刚度的当量方法 [J], 苏瑞强;丁渭平;杨明亮;申超;高思奇;王守健
3.基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证 [J], 宋向荣;靳永军;李建康;郑立辉
4.悬置系统动刚度对整车NVH性能的影响和优化 [J], 任爽;宫振兴;苏少博
5.基于模态分析及动刚度优化的低噪声正时罩设计 [J], 李林洁;毕嵘;张良良;韦静思;占文锋
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

赛车发动机悬置系统动刚度分析

赛车发动机悬置系统动刚度分析赛车发动机悬置系统动刚度分析【摘要】：在设计开发新的汽车过程中，汽车的安全性和舒适性越来越受到重视。

发动机主要是通过发动机悬置与车身相连接的，发动机悬置是发动机传递振动和噪声到车身的主要路径。

赛车的速度比一般的民用车高，速度越快意味着在发动机振动越明显，越容易引发车架与发动机共振。

因此，对发动机悬置动刚度分析可以验证结构的疲劳寿命，保护动力总成。

回顾汽车动刚度分析的研究现状，使用仿真数据对汽车的刚度进行分析并与目标值进行对比已成为汽车设计工作的一个趋势。

本课题将运用有限元数值模拟技术，分析对比不同发动机悬置的刚度性能，选择合适的发动机悬置系统，从而提高发动机悬置系统的动力特性和寿命。

这样的研究工作将具有一定的借鉴和参考价值。

【关键词】：方程式赛车，悬置系统，动刚度，有限元1 Formula SAE_China简介中国大学生方程式汽车大赛(简称“FSAE”)是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。

目的是培养学生的设计制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力，使学生能够尽快适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台;同时通过活动创造学术竞争氛围，为院校间的交流提供一个平台，进而推动学科建设的提升。

在比赛过程中，参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。

同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。

2 国内外研究现状2.1 赛车悬置系统2.1 结构要求一般情况下赛车的悬置系统必须满足的要求：动力总成的重量尽可能的均匀分配在每个悬置点上;承受赛车行驶过程中作用于动力总成上的动态力，例如赛车加速或减速时，在动力总成上会产生的纵向动态力;赛车转向时，动力总成承受的横向动态力;承受动力总成产生的往复惯性力及力矩;隔离由于发动机激励而引起的车架的振动;隔离轮胎经过路肩引起的车身振动传递到动力总成2.2 悬置系统研究现状赛车的设计向着提高发动机功率和轻量化的方向发展,采用新型高强度轻质材料和轻量化的设计，让赛车的整车质量不断下降。

发动机悬置系统动力学仿真与模态试验验证

发动机悬置系统动力学仿真与模态试验验证宗德媛，朱炯，张志军，仇培涛（徐州工程学院土木学院，江苏徐州 221000）［摘要］发动机作为高空作业平台振动的主要激励源，对高空作业时的平稳性、安全性有很大影响。

性能良好的悬置系统能有效的隔离发动机的激励振动，切断振动向车架、车身的传递路径。

良好的悬置匹配还能起到整车减振降噪的作用，提高作业平台的平稳性、安全性。

本文采用Adams软件建立了发动机悬置系统的六自由度动力学仿真模型，将Adams/View与Adams/Vibration模块联合，对原动力系统进行了模态仿真分析。

同时在发动机测试台架各悬置点上布置振动加速度传感器，进行模态试验，检测动力总成的实际振动情况。

最后，将Adams动力学仿真结果与刚体模态试验结果进行对比，分析验证了所建虚拟样机模型的合理性。

［关键词］悬置系统；隔振；Adams；模态试验［中图分类号］U263.14 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2019）02-0076-05Dynamics simulation and modal test verification of powertrain mounting system ZONG De-yuan，ZHU Jiong，ZHANG Zhi-jun，QIU Pei-tao随着工程机械行业技术的不断发展和提高，人们对工程车辆的安全性、舒适性、噪声品质，都提出了更高要求。

发动机悬置系统作为高空作业平台振动的关键子系统，其振动的传递特性对高空作业时平台平稳性和安全性有很大影响［1］。

发动机悬置系统参数的匹配是否合理，直接关系着整机的振动、噪声水平，而提高平台作业平稳性、安全性，同时还可以提高发动机动力总成工作的可靠性，避免发动机总成零部件及其零部件因振动造成的过早损坏［2］。

因而发动机悬置系统的合理匹配设计越来越受到广泛的重视，如何更有效的进行隔振已成为各类工程机械设计研发的重要课题。

发动机悬置设计中的动、静刚度参数研究

维普资讯
・
设计・算・究・计研
发动机悬置设计中的动、刚度参数研究静
刘祖斌刘英杰
（国第一汽车集团公司技术中心）中
【要】对发动机动力总成悬置的动、刚度参数及其在悬置匹配中的应用技术进行理论和试验分析的基础摘在静上，出了动力总成悬置匹配计算中关于动、刚度的选取原则：算静变形时采用静刚度；算刚体模态时采用动提静计计刚度；算动力总成关键点位移量时宜动、刚度同时采用。指出，同承载状态下动刚度值主要受频率、载荷和计静不预
Ａ（）２
响计算和分析的准确性。文在进行大量试验、本计算
及理论分析的基础上，对悬置动、刚度参数选用提静出了一些见解，设计人员和质量控制人员参考。供
式中，为动态力或动态力矩的峰一值；Ａ峰Ａ如为动态位移或动态转角的峰一峰值。
Ｋｅｒｓ：ｗｅｔａｎ，ｏｙｗｏｄＰｏｒｒｉＭｕｎｔｎｇｄｅｉｎ，ｉｓｇＤｙｎａｃｔｆｎｅｓＭｏｍｉｓｉｓ，ｄｅ
１前言
有关发动机动力总成悬置匹配计算的理论问题有大量文献资料可以查阅Ｉ１。但在实际工作中，对于悬置动、静刚度等一些重要设计输入参数的选用存在一定的问题，而这些参数选取正确与否，直接影

陈秀_基于发动机悬置动刚度分析的车内降噪研究

- 6-
1 1 1 1 K ( ) K E ( ) K I ( ) KV ( )
（1）
式中， K(ω )是动力总成悬置系统的总动刚度; KE(ω )是发动机端支架的动刚度；KI(ω )是橡胶减振块的动刚度；KV(ω )是车身端支架与部分纵梁、地板连接在一起的动刚度。由式（1）可知，动力总成悬置系统的隔振效果取决于其系统的刚度分配。如果橡胶两边支架的动刚度趋于无穷时，动力总成悬置系统总动刚度等于橡胶减振块的动刚度。但是当支架的刚度比较低时，系统实际的动刚度比期望的动刚度低，即系统的动刚度比橡胶减振块的动刚度低，这样就达不到设计的隔振效果。支架动刚度不足会引起局部结构共振，甚至将结构噪声传递到车厢内。为了达到良好的隔振效果，支架的动刚度必须要比橡胶减振块的刚度大到一定程度。通常遵循两个标准，标准一是支架的最低频率应该在 500Hz 以上,标准二是支架或车身动刚度应该是橡胶软垫的 6～10 倍以上 [4]。
- 4-
Altair 2012 HyperWorks 技术大会论文集
图 8 方案 5 右悬置有限元模型
图 9 方案 5 右悬置在实车上试装
图 10 改装前后车内噪声定置发动机扫描试验结果
5 结论
本文采用 Altair HyperWorks 软件对某微型车右悬置车身端支架进行模态分析，对右悬置模型进行动刚度分析。基于仿真分析结果，最终提出右悬置优化方案。车内噪声测试结果表明该优化方案能够有效改善车内噪声，验证了仿真分析及优化方案的有效性。 1．有限元分析技术能有效的分析结构各个参数对设计方案的影响，并且能通过优化技术得到较优的合理解决方案。 2.基于动力总成悬置系统刚度匹配原则优化右悬置模型动刚度，能有效改善车内噪声。 3.将微型客车改装成方案 f05 后，发动机在 3315rpm 时车内噪声降了 4.3dB，3671rpm 时降了 10dB，3860rpm 时降了 4.5dB，解决了该车型在 3000rpm 到 4000rpm 的噪声问题。

汽车发动机悬置系统动刚度模态分析

Keywords: eng ine m oun ts system; dynam ic stiffness of eng ine m oun ts; m oda l ana lysis
前言
汽车的乘坐舒适性越来越受到人们重视。引起汽车振动的振源主要有汽车行驶时的路面随机激励和发动机工作时的振动激励。随着道路条件的改善和汽车悬架系统设计的完善 ,路面随机激励对汽车乘坐舒适性的影响得到了缓解。现代汽车设计向着提高发动机功率和车身轻量化的方向发展 [ 1 ] ,采用新型高强度轻质材料可以减轻整车质量 ,而发动机的质量却难以减轻 ,使发动机的质量在整车质量中所占比例有所上升。故发动机振动对整车的影响有所提高 ,成为车辆的一个主要振源 ,其振动经悬置系统传递后引起车身的振动。所以建立合理的发动机动力总成悬置系统模型 ,快速准确地获得动力总成
图 5 悬置元件动刚度测试方案
励的振幅和频率到对应的悬置元件怠速工况下动态载荷幅值和主要振动能量所在的频率值 ,可获得悬置元件怠速工况下的动刚度值。试验结果见表 2, 同时列出悬置元件各个方向的静刚度值以作对比。
表 2 悬置元件的静刚度值及怠速工况下的动刚度值
悬置元件
主轴方向
到总成质心距离 /m
把测试得到的悬置元件处振动加速度响应数据
积分 2次 ,可以得到振动响应的位移幅值 ,即动态载荷幅值。根据橡胶悬置元件的动态载荷幅值、预载荷、主要振动能量所在频率范围 ,工作温度在常温下由试验测试对应的悬置元件在怠速工况下的动刚度值 ,试验方案见图 5。激励设备用 D 2200通用型电动振动台 , 数据采集与分析系统选用 DH5939 和 DH5861动态信号测试分析系统。动态力传感器与测试系统相连用于采集动态力信号。振动台提供一定频率的正弦激励 ,通过调节振动台水平台面的高度即可调节预载的大小 ,再通过调节振动台正弦激

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

摘要：计算模型的真实性、可靠性是模型建立的关键问题，线性系统动力学模型不能适应参数呈非线性系
统的建模。以发动机悬置系统为例，通过实验获得刚度和阻尼参数，用实验的质量矩阵、刚度矩阵建立系统动力学计算模型，通过实验运行模态与计算模态相关分析得到验证模型。结果表明考虑动刚度参数的计算模型比传统静
ｍｏｅｆｔｅｅｇｎｅｍｏｔｓｓｅｄｌｏｈｎｉｕｎｙｔｍ．Ｔｅｍｏｌｉａｉａｅｙｒｌｔｖｎｌｓｓｏｐｅａｉｎｌｍｏａｎｈｄｅｓｖｌｄｔｄｂｅａｉｅａａｙｉｆｏｒｔａｄｌａｄｏｃｌｕａｅｄ１ａｃｌｔｄｍｏａ．Ｒｅｕｔｎｉａｅｔａｈｏｓｌｓｉｄｃｔｈｔｔｅｃｍｐｕａｉｎｍｏｅｎｌｄｎｙａｃｓｉｎｓｒｍｅｅｓｔｔｄｌｉｃｕｉｇｄｎｍｉｔｆｅｓｐａａｔｒｉｏｆｓ
２１００年８月
噪
声
与
振
动
控
制
第４期
文章编号：０６１５（０００－３－１０ — ５２１）４０６０３０４

基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证
宋向荣，靳永军，李建康，郑立辉。
（．１江苏科技大学船海学院，工程力学系，江苏镇江２２０；１０３２上海交通大学机械与动力工程学院，海２０４；．苏大学理学院工程力学系，．上０２０３江江苏镇江２２１）１０３
ＣｏｐａｉｎＭｏｅｎｄＭｏｌＶｅｉｃｔｏｏｎｍｕｔｔｏｄｌａｄａｒｆａｉｎｆｒａｉ
ＥｎｇｎｅＭｏｎｙｔｍｓｄｏｎｍｉｔｆｎｓｓｉｕｔＳｓｅＢａｅｎＤｙａｃＳｉｅｓＴｅｔ
２ＳｈｏｆＭｅｈｎｃｌｇｎｅｎ，ＳａｇａｉｏＴｎｉｅｓｙｈｎｈｉ０２０，ＣｉａｃｏｌｏｃａｉａＥｎｉｅｒｇｈｎｈｉａｏｇＵｎｖｒｉ，Ｓａｇａ０４ｉＪｔ２ｈｎ；
３ＤｐｒｅｔｆｎｉｅｒｇＭｅｈｎｃ，ｏｅｅｏｃｎｅＪｎｓｎｅｓｙＺｅｊｎｉｇｕ２２１，ｈｎ）ｅａｍｎｇｅｎｃａｉＣｌｇｆｉｃ，ｉｇｕＵｉｒｉ，ｈｎａｇＪｎｓ１０３ＣｉａｔｏＥｎｉｓｌＳｅａｖｔｉａ
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｐａｔａｉｎｒｌｂｌｔｆｃｍｐｔｔｏｄｌａｅｈｋｙｒｂｅｉｍｏｅｔａｔｅｒｃｉｌｔａｄｅｉｉｙｏｏｕａｉｎｍｏｅｒｔｅｅｐｏｌｍｓｎｃｙａｉｄｌｂｌｉｇｕｉｎ．Ｔｈｙａｃｍｏｅｆｔｅｌｎａｙｔｍｏｓｎｔａａｔｔｈｏｌｎａ — ａａｔｒｓｓｅｄｅｄｎｍｉｄｌｏｈｉｅｒｓｓｅｄｅｏｄｐｏｔｅｎｎｉｅｒｐｒｍｅｅｙｔｍ．Ｉｎｔｉｐｒ，ｔｅｓｉｆｅｓａｄｄｍｐｎａａｔｒｆａｎｉｅｍｏｎｙｔｍｒｂａｎｄｉｘｅｍｅｔ．ｈｓｐａｅｈｔｎｓｎａｉｇｐｒｍｅｅｓｏｎｅｇｎｕｔｓｓｅａｅｏｔｉｅｎｅｐｒｎｓｆｉ
刚度模型更接近真实情形。关键词：振动与波；刚度实验；动机悬置系统；态验证；力学计算模型；动发模动工作模态分析
中图分类号：４４Ｔｌ５Ｕ６；Ｂｌ
文献标识码：Ａ
ＤＩＯ编码：０３６／．ｓ．０６—１５．０００．１１．９９ｊｉｎ１０ｓ３５２１．４００
ｍｏｅｐａｔａｈｎｔｅｔａｉｉｎｌｍｏｅｆｓａｉｔｆｅｓｒｒｃｉｌｔａｈｒｄｔａｄｌｏｔｔｓｉｎｓ．ｃｏｃｆＫｅｏｄｓｖｂａｉｎｎｖｙｗｒ：ｉｒｔａｄｗａｅ；ｄｎｍｉｔｆｅｓｔｓ；ｎｉｅｍｏｎｙｔｍ；ｍｏｌｖｌｄｔｏｏｙａｃｓｉｎｓｅｔｅｇｎｕｔｓｓｅｆｄａａｉａｉｎ；
Ｔｈｏｒｓｏｄｎａｓｅｃｒｅｐｎｉｇｍｓｍａｒｘａｄｔｆｓａｒｘａｅｕｓｄｏｓａｌｈｎｔｅｙａｃｃｍｐｔｔｎｔｉｎｓｉｆｓｍｔｒｅｆｒｅｔｂｉｉｇｈｄｎｍｉｏｕａｉｎｅｉｓｏ
ＳＮＧＸａｇｒｎ１】ＮＹｎ－ｎ，Ｌｉ —ａｇ，ＺＥｉｕＯｉｎ — ｇｏｌｏｇｊＩａｋｎＨＮＧＬ— ｉｕＪｎｈ
（．ＳｈｏｏａａＡｃｉｃｒａｄＯｅｎＥｇｅｒｇ１ｃｏｌｆｖｌｒｔｔｅｎｃａｎｉｅｎ，ＮｈｅｕｎｉＪｎｓｎｖｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＺｅｊｎｉｎｓ０３ＣｉａｉｇｕＵｉｅｓｙｆｉｃｎｅｈｏｏ，ｈｎｉｇＪｇｕ２０，ｈｎ；ａｉＳｅｇａａ１２