某乘用车排气系统振动性能的优化

为改进某乘用车排气系统的振动性能,建立了其有限元模型,用Nastran软件进行静力学和动力学计算、吊耳位置评估和排气系统的运动包络面计算。以最小化挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静变形量与预载力标准差为目标,以吊耳隔振量不小于20dB为约束条件,以吊耳和波纹管动刚度为优化变量,建立了排气系统振动性能的多目标优化模型。优化结果表明,挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静态变形量与预载力标准差都有明显降低,文中提出的优化方法对控制排气系统振动和提升结构疲劳耐久性有重要的参考价值。     

车辆排气系统模态和振动特性及组件敏感性研究

建立排气系统有限元模型并进行了验证.利用所采集的加速度信号作为边界条件,计算分析了排气系统吊钩的动态响应力.结果表明,在发动机激励作用时,吊钩载荷响应力和加速度在同一频率出现峰值,且处于弯管处的吊钩由于有附加扭矩而造成动态响应力较大.对吊耳刚度进行敏感性分析,发现排气系统对吊耳Z向刚度较敏感.因此可以通过优化吊耳Z向刚度来减小吊钩处动态响应力.     

某车型排气系统振动特性分析及优化设计

某车型在NVH性能测试中的隔振性能较差,经测试分析后确定其原因为排气系统吊钩的传递力过大。为了改善该车型的隔振性能,文章建立了排气系统的有限元模型并分析其振动振动特性。然后,选取5个橡胶吊耳的刚度作为设计优化变量,以5个吊钩的传递力为优化目标,通过ISIGHT平台集成多种有限元软件自动建立了橡胶吊耳Z向刚度与传递力峰值的响应面近似优化模型,采用LSGRG算法求出近似模型的最优解,达到了对吊耳刚度优化的目的。     

机械导纳计算在排气隔振系统设计中的应用

运用机械导纳的计算方法来辅助设计、计算、验证排气隔振系统的隔振性能。在排气隔振系统的概念设计阶段,引入挂钩与隔振器（橡胶吊耳）刚度比的经验值来指导设计。在性能评估阶段建立传递率的快速计算方法来评判排气隔振系统机械导纳,并且在实例中通过Nastran软件对导纳值的计算验证该方法的准确性。     

基于正交试验的轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂刚度优化方法

驱动系统作为高速列车动力转向架的核心子系统,是高速列车安全运行的重要保障,但随着运行速度的不断提高,高速列车的可靠安全运行受到严重挑战。为了减小轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂节点的动态载荷,降低驱动系统关键部件的振动水平,对驱动系统悬挂刚度进行了优化研究。基于多体系统动力学理论,综合考虑轨道随机不平顺激扰、牵引动力传递和齿轮啮合作用等因素的影响,建立了轴箱内置式高速动车动力学模型;利用正交试验设计方法,以减小牵引电机吊点悬挂载荷和齿轮箱车轴铰接点垂向载荷为优化目标,研究牵引电机吊点、齿轮箱吊杆吊点、电机-齿轮箱连接点的悬挂刚度对车辆关键部件振动加速度和驱动系统悬挂节点动态载荷的影响规律;并采用极差分析法对其影响规律进行分析,获得驱动系统悬挂刚度的最优匹配组合。研究结果表明：与原始设计的驱动系统悬挂刚度相比,参数优化后牵引电机吊点的纵向载荷最大值减小22.3%,横向载荷最大值减小37.9%,垂向载荷最大值减小9.8%,齿轮箱车轴铰接点的垂向载荷最大值减小9.1%;此外,驱动系统悬挂刚度优化后的牵引电机、齿轮箱、轴箱的横向振动加速度均明显减小。     

汽车排气系统静力学计算及模态分析

建立了某汽车排气系统的有限元模型,并进行了有限元模型的静力学计算和模态分析.静力学计算结果表明,该车辆排气系统各橡胶吊耳处受力相对均匀,系统的最大位移和应力均满足设计要求.模态分析结果表明,怠速和经济转速下发动机的排气激励频率避开了该排气系统的固有频率,使得该系统具有较好的动态特性.     

基于排气系统吊耳隔振性能优化的整车NVH内噪提升

文章将吊耳隔振性能优化应用于整车NVH性能提升工作。结合排气系统吊耳设计的理论基础,针对某车型开发过程中出现的整车NVH内噪问题,通过对排气系统吊耳刚度参数的调校优化其隔振性能,实现了整车NVH内噪性能的提升。通过对排气系统吊耳隔振性能优化的方法,可有效地解决关联性的整车NVH问题。     

乘用车排气挂钩动刚度分析及优化

汽车排气系统通过排气挂钩连接在车身上,在发动机运行过程中,会承受来自发动机本体的排气冲击激励。排气挂钩动刚度对汽车噪声-振动-声振粗糙度(NVH)性能至关重要。针对白车身测试的排气挂钩动刚度未满足设计要求的问题,搭建对应的有限元模型进行动刚度仿真分析,结合分析结果及诊断提出3种优化方案。将优化方案在实际白车身上进行动刚度试验验证,结果满足目标要求,验证了该方法的有效性,表明有限元分析在一定程度上可以指导汽车前期设计和优化。     

基于橡胶材料超弹性的排气系统运动包络面分析

为准确校验排气系统与周围结构是否存在运动干涉,对排气系统与车身之间的橡胶吊耳进行非线性刚度建模,采用超弹性Mooney-Rivlin模型表征橡胶材料本构关系,由试验数据拟合获得超弹性本构模型的参数。基于吊耳在10种极限工况下的接触特性建立相应接触关系,分析排气系统非线性运动包络面,并与传统线性弹簧建模方法的分析结果进行对比。仿真结果表明,吊耳非线性刚度特性和自接触现象对排气系统的运动具有显著的抑制作用,在排气系统包络面计算中应予以考虑。     

重型商用车载荷状态动态检测方法及试验研究

基于车辆悬架垂向变形量与车辆垂向载荷的相关关系,通过位移传感器搭建了具有过载保护功能的车辆载荷状态实时动态检测装置,采用经验模态分解法设计开发了用于车辆静态载荷和动态载荷分离的数据处理算法。为了分析构建的车辆状态实时动态检测系统在车辆行驶工况下检测结果的准确性和可靠性,以中国第一汽车厂赛龙载货汽车为试验车,分别在B级平直路面和3种不同的强化路面18种不同运行工况下进行了实车道路对比试验,试验结果表明:车辆在B级平直路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于5%;车辆在3种强化路面行驶时系统对车辆动态载荷检测误差小于8%。该系统为车辆载荷状态动态检测提供了一种新方法。     

基于整车模型的车身开口对角变形动态仿真研究

文章利用虚拟试验:(Virtual Proving Ground,简称VPG)提取的路谱载荷,基于整车模型系统研究了车型1(轿车),车型2(跨界SUV),车型3(中大型SUV)三种典型车型在动载荷激励下车身开口对角相对变形情况,并将动态法计算结果与静态工况分析结果进行了对比。研究结果表明:车型1在比利时路面和共振路面工况下车身开口对角变形量相对较大;基于虚拟路面动载荷激励法与车辆实际服役工况更接近,计算的开口对角变形量远大于静态工况的计算结果;模态贡献量分析显示对车型1,2,3后背门处车身开口对角变形影响最大的模态频率分别是14.49Hz,20.48Hz,21.51Hz,模态贡献量分析结果可为进一步结构优化和性能提升提供参考依据。     

考虑车身柔性的发动机悬置参数分析与优化

为揭示悬置参数对整车NVH性能的影响,采用Admas软件建立了考虑车身柔性的动力总成悬置系统模型,仿真计算了液压悬置动刚度、损失角以及整车悬置点振动加速度值,并与实验数据进行了对比,验证了仿真模型的正确性;进而采用正交试验设计方法,以驾驶员座椅处地板垂向振动加速度均方根值作为试验指标,先后通过单因素和多因素分析,从悬置的33个参数中,快速找到对该指标影响最大的6个参数,最后对它们进行优化.结果表明:考虑车身柔性的发动机悬置多体动力学模型的仿真结果更接近试验值;而利用正交试验,可快速地对关键的悬置参数进行优化,效果良好.     

传递函数法解决排气系统挂钩的共振问题

利用传递函数法分析某汽车排气系统挂钩的局部同有频率,发现一些排气系统挂钩固有频率偏低.经过结构优化,使各挂钩的固有频率得到提高并达到目标值要求.怠速工况试验表明,优化后的挂钩不仅降低了车内驾驶员右耳侧噪声,而且减小了排气系统传到车身地板的振动.     

某SUV排气系统模态分析及吊挂位置优化研究

文章运用Hypermesh对某SVU排气系统几何模型进行合理简化,建立CAE模型,分析排气系统模态并与试验结果对比,验证CAE模型的准确性。在此基础上根据排气系统自由模态结果,计算各潜在吊耳位置点的模态位移,运用平均驱动自由度位移理论对排气系统计算得到的各阶模态位移进行加权叠加,求和后选取位移较小的位置点作为排气吊耳潜在吊挂点。通过对排气进行吊挂动态力对比分析,验证吊挂位置的合理性。     

液压悬置阻尼频率对车辆平顺性的影响

针对某车型的动力总成在粗糙路面抖动大的问题,通过采用四立柱道路振动试验台和悬置系统6自由度模型,研究了液压悬置阻尼频率与整车平顺性的关系。结果表明,四立柱道路振动试验台上座椅导轨的振动峰值频率有两个,分别来源于轮心共振和动力总成垂向共振;基于6自由度模型计算的动力总成模态分布,与实际测试整车垂向模态有偏差,源于液压悬置的阻尼作用和整车悬置安装点不满足计算假设;通过优化液压悬置阻尼频率能够抑制动力总成垂向振动,同时降低轮心的垂向振动,有效改善了行驶在粗糙路面的平顺性。     

汽车排气系统动态响应特性及强度分析

摘要：汽车排气系统的振动是影响汽车振动噪声和舒适度的主要因素之一,掌握其动态特性对优化汽车的NVH性能十分重要。在某客车新型排气系统的开发过程中,采用有限元分析方法,对排气系统进行模态、频率响应和强度分析,考察排气系统的整体性能,为排气系统的结构设计提供依据。     

基于排气系统挂钩位置和结构的座椅抖动优化

基于数值模拟和试验研究了某SUV主驾驶员座椅在加速时抖动较大的问题，结果表明，主驾驶员座椅2号安装点的振动加速度峰值在44.5 Hz附近远超目标值，是引起座椅抖动较大的主要原因。结合基于平均驱动自由度位移法所获得的理想挂钩布置点、排气系统结构和车身底部空间，优化了挂钩位置。通过挂钩尺寸和搭接结构优化，大幅提高了排气系统挂钩的一阶局部模态。优化方案各挂钩-主驾驶员座椅安装点的振动传递函数峰值明显降低，最大降幅百分比为36.7%。样车道路测试时主驾驶员座椅靠背测点的振动加速度峰值由1.19 mm/s2降至0.66 mm/s2，主观评价结果满足设计要求。     

考虑俯仰振动的摩托车平顺性多目标优化

采用摩托车动力学专用软件BikeSim建立了摩托车整车模型,先在B级路面和路面脉冲输入两种工况下分别对整车平顺性进行了仿真;后又以俯仰和垂向振动加速度均方根值最小化为目标,以悬架特性参数为设计变量,采用iSIGHT为优化平台,集成BikeSim和MATLAB进行了多目标优化,得到了Pareto前沿.优化后的俯仰与垂向振动的曲线与数据和优化前仿真结果的对比表明,摩托车平顺性得到了改善.     

FE Analysis and Optimization of Vehicle Drive Axle Housing

建立了基于ANSYS的汽车驱动桥壳的参数化有限元模型,在最大垂向力工况下对桥壳进行静力分析,得到桥壳的应力和位移分布规律.对桥壳进行模态分析,得到桥壳1～5阶固有振动频率.通过疲劳寿命分析,获得桥壳各部分的疲劳寿命和安全系数.最后采用目标驱动优化方法对桥壳进行以轻量化为目标的优化.有限元分析和试验验证结果表明,优化后桥壳轻量化效果明显,应力与变形符合要求.     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加,并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励,进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此,考虑电机的电磁激励,建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型,推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式,以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率,根据频率分布进行了截断阶数选取,并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上,研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下,激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小,弹性支撑对路面响应的影响越大,弹性支撑边界条件下的路面响应较小,电机激励会引起路面响应的增加;弹性支撑边界条件下,路面不平顺幅值和路基反应模量越小,考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大,激励形式对轮胎动载荷的影响最大,对车身加速度的影响次之,对悬架动挠度的影响最小;电机激励导致轮胎动载荷增加,对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。