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基于LMS Virtual.Lab的排氣系統(tǒng)振動(dòng)性能優(yōu)化

作者: 時(shí)間:2013-04-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
1 前言

車(chē)身的振動(dòng)會(huì)通過(guò)座椅、地板和方向盤(pán)傳遞到車(chē)內(nèi)駕駛員和乘客,同時(shí)車(chē)身的振動(dòng)也會(huì)通過(guò)車(chē)身壁板等輻射出去產(chǎn)生車(chē)內(nèi)噪聲。是動(dòng)力總成振動(dòng)激勵(lì)源傳遞到車(chē)身的重要路徑,所以控制傳遞到車(chē)身的激勵(lì)是振動(dòng)控制的最重要目標(biāo)之一。

振動(dòng)優(yōu)化分析流程主要如下:1)建立有限元模型;2)計(jì)算排氣系統(tǒng)模態(tài);3) 中導(dǎo)入FE模型和模態(tài)計(jì)算文件;4)定義激勵(lì)力和輸入輸出點(diǎn);5)計(jì)算排氣系統(tǒng)傳遞到車(chē)身的激勵(lì);6)優(yōu)化;7)重新校驗(yàn)排氣系統(tǒng)傳遞到車(chē)身的激勵(lì)。

2 模型建立

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圖1 排氣系統(tǒng)等有限元模型

為了提高建模及計(jì)算速度,首先建立排氣系統(tǒng)、動(dòng)力總成、懸置系統(tǒng)及副車(chē)架有限元模型,如圖1所示。其中動(dòng)力總成和排氣系統(tǒng)懸置用CBUSH單元表示,剛度值為測(cè)試值。動(dòng)力總成質(zhì)心、質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試臺(tái)測(cè)試得到。排氣系統(tǒng)掛鉤用CBEAM單元表示。

3 排氣系統(tǒng)振動(dòng)分析

建立好模型后,通過(guò)NASTRAN計(jì)算得到整個(gè)系統(tǒng)的模態(tài)分析結(jié)果。在 中導(dǎo)入FE模型和模態(tài)結(jié)果文件,并在動(dòng)力總成質(zhì)心激勵(lì)點(diǎn)添加動(dòng)力總成理論激勵(lì),如圖2所示,并將輸出點(diǎn)定義為所有排氣系統(tǒng)懸置車(chē)身側(cè)振動(dòng)響應(yīng)。

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圖2 4缸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成2階激勵(lì)

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圖3 排氣系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)定義

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圖4 排氣系統(tǒng)懸置車(chē)身側(cè)三向加速度響應(yīng)曲線(xiàn)

通過(guò)基于模態(tài)的力激勵(lì)響應(yīng)分析,得到排氣系統(tǒng)懸置車(chē)身側(cè)加速度響應(yīng)曲線(xiàn),如圖4所示??梢钥闯?,排氣系統(tǒng)在33-200Hz之間動(dòng)力總成二階激勵(lì)對(duì)排氣系統(tǒng)懸置車(chē)身側(cè)產(chǎn)生了若干峰值激勵(lì)。這些激勵(lì)可能與車(chē)身地板模態(tài)共振,并引起地板較大的激勵(lì)響應(yīng)。通過(guò)測(cè)試車(chē)內(nèi)聲壓并對(duì)聲壓響應(yīng)進(jìn)行階次分解,得到如圖5所示曲線(xiàn),可以看出在1400rpm(2階47Hz)、2320rpm(2階77Hz)和3133rpm(2階104Hz)出現(xiàn)與二階激勵(lì)相關(guān)的峰值激勵(lì)。對(duì)照?qǐng)D4排氣系統(tǒng)懸置車(chē)身側(cè)加速度響應(yīng)曲線(xiàn)可以初步判斷,動(dòng)力總成激勵(lì)可能在46Hz和101Hz附近通過(guò)排氣系統(tǒng)掛鉤激勵(lì)車(chē)身地板,進(jìn)而引起車(chē)內(nèi)噪聲峰值過(guò)大。

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