基于刚体模态解耦的动力总成悬置系统分析及优化

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动力总成是汽车振动噪声的主要源头。动力总成与车身或车架之间通过悬置进行连接。所以悬置系统的设计水平很大程度上决定了整车NVH性能。设计一套合适的悬置系统,能有效的降低动力总成传递到车身的振动,从而降低车内噪声,改善汽车乘坐舒适性。  本文先建立了六自由度动力总成模型,将每个橡胶简化成相互正交的三个弹簧,根据动力总成质心的平移运动和旋转运动时受力情况,得到由刚度矩阵和质量矩阵表达的动力总成整体振动的微分方程。利用MATLAB软件中Guide模块及M语言强大的矩阵计算功能开发了悬置系统分析模块和优化模块。悬置系统分析模块主要包括动力总成相关参数(如质量、惯性矩等)和悬置系统相关参数(如悬置位置、悬置刚度等)的输入界面,悬置系统固有频率及解耦率分析结果、悬置实际位置与扭矩旋转轴(Torque Roll Axis)相对位置分析结果等。悬置系统优化模块,将问题假设为非线性最小平方问题,借助MATLAB中优化工具lsqnonlin函数对悬置系统进行了刚度合理匹配。在优化界面中,根据目前开发遇到的实际情况,进行了诸多参数的范围约束,增加优化方案的可行性和可信性。最后对软件进行了打包,以便脱离MATLAB环境单独运行。  最后以某自主品牌七座SUV(动力总成2.0T+6AT)为例,对所需参数的获得、动力总成刚体模态试验、刚度优化参数约束范围的获取等各个方面进行了详细阐述。在整个分析及优化自动化开发流程中,主要是以悬置系统固有频率和解耦率水平为参照基准,在方案实施完成后最终以整车怠速加速工况下悬置隔振率为对系统设计的评价标准。从结果上看,整个悬置系统的隔振率符合行业标准,达到了分析优化目的。
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