PA047_排气系统吊耳位置优化分析（已审阅）.pdfVIP

排气系统吊钩位置优化分析 1 1 1 1 李京福 ，王臻 ，李飞 ，乔鑫 1.华晨汽车工程研究院，CAE 工程室，沈阳，110141 【摘要】排气系统吊钩与车身相连，它的振动对车身的有着明显的激励作用。 本文通过有限元方法建立排气系统模态模型，赋予发动机及悬置，橡胶吊耳等参 数。基于MSC.Nastran 进行模态求解，计算出从0-200Hz 模态结果，验证排气系 统的模态与怠速频率避频。通过平均驱动自由度位移(ADDOFD)法，找出合理的 排气吊钩的位置。 【关键词】排气吊钩；模态分析；均驱动自由度位移(ADDOFD)法 Automobile exhaust system hook location optimization 1 1 1 1 Jingfu Li , Zhen Wang , Fei Li , Xin Qiao 1.Brilliance Automobile Engineering Research Institute, Shenyang，110141 ABSTRACT: Automobile exhaust system hook is connected with BIW. The hook will excite the BIW vibrating forcefully. The automobile exhaust system is established by FEA method. The engine, its suspension and damping rubber are provided. By MSC.Nastran, the modal is calculated. The range of modal frequency result is from 0 to 200Hz. It has proved that it is different between the modal frequency and idle frequency. By the ADDOFD method, it found out the reasonable position. KEYWORDS: Automobile exhaust system hook, modal analysis, ADDOFD 1 引言 随着国内外汽车技术的发展与进步，其中NVH[Noise( 噪声) Vibration( 振 [1] 动) 、Harshness(舒适性)] 逐步变成人们关心的话题。汽车排气系统作为NVH 主要影响因素之一，受到了学术界的广泛重视。汽车的排气系统是指发动机排气 歧管之后的部分，通过法兰与歧管相连，并通过吊耳连接于车身地板下。排气系 统受到来自路面与发动机的激振力作用，发动机振动较大且激励较强，排气系统 在加速区间通常会有较大的振动，导致排气系统结构振动以及橡胶吊耳的疲劳寿 命及可靠性，同时，激振力会通过吊挂件传递到车身，影响车身结构的NVH舒适 性能，因此对汽车排气系统振动性能进行分析是很有必要的。汽车的排气系统振 动分析最早采用实验的方法，对排气系统进行整车舒适性影响的验证，但时间周 期较长，成分较高，实现较困难。目前采用有限元方法进行排气系统进行振动和 模态分析，整车开发前期可以实现对排气吊钩位置最优选择，对提高舒适性有着 重要的意义。 2 排气系统模态分析 2.1 模态理论 模态分析是对某一结构进行实验上或者仿真上分析，以得到模态相关的参数。 由于系统固有振型和振型矢量具有正交性，这样在模态分析中变换矩阵对选取的 物理位置坐标系统进行线性变换，使得系统在原来物理坐标系中互相耦合的运动 方程组在模态坐标系中变为一组相互独立的运动方程。系统在原有物理坐标系中， 对于任意激励的响应，则可视为系统各阶固有振型按一定比例叠加的结果。各阶 振型在叠加中所占的比例，则由相应的模态值来决定。 [2] 在系统振动中，动力学微分方程 是： [ ]{ } [ ]