[发明专利]汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法

说明书

本发明公开一种汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法，通过计算了悬置静刚度和位置对悬置系统固有频率和解耦率变化的贡献率，基于正交实验设计方法，仿真分析了某动力总成悬置系统固有频率及解耦率的灵敏度，识别出了对悬置系统解耦率布置影响较大的悬置刚度参数和位置参数，确保悬置系统以较好地按照设计的固有频率和解耦率工作，便于设计出解耦布置优良、稳健的动力总成悬置系统。

技术领域

本发明涉及汽车的技术领域，特别涉及一种汽车动力总成悬置固 有频率及解耦率的灵敏度分析方法。

背景技术

汽车动力总成悬置系统能够有效的隔离动力总成传递到车内的 振动和噪声，改善车辆乘坐舒适性。动力总成悬置系统的设计是一个 复杂的任务，其基本原则是解耦布置。若系统的固有模态之间存在运 动耦合，则在某一自由度方向上的振动会激起其他方向上的振动，对 悬置系统的振动控制和隔振不利。尤其在发动机怠速的工况下，发动 机倾覆力矩主谐量的频率与发动机的刚体振动模态(约5Hz～30Hz) 较为接近，模态耦合会使隔振性能恶化。因此，动力总成悬置系统设 计的基本任务是解决动力总成的各刚体振动模态的频率配置问题和 振动耦合问题。动力总成悬置系统的固有频率和解耦率与悬置的刚 度、安装位置以及安装方位等参数相关。实际上，悬置系统的固有频 率和解耦率对不同设计参数的敏感程度并不相同。

发明内容

本发明目的在于提供提供一种汽车动力总成悬置系统固有频率 及解耦率的灵敏度分析方法，与一般汽车动力总成悬置刚度变化分析 不同，本发明基于正交实验设计方法，仿真分析了某动力总成悬置系 统固有频率及解耦率的灵敏度，识别出对对该动力总成悬置系统解耦 布置影响较大的悬置刚度参数和位置参数。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法，包括以 下步骤：

步骤1：建立动力总成横置、前轮驱动的动力总成悬置系统的6 自由度模型；

步骤2：建立悬置系统刚度矩阵；

步骤3：求出悬置系统的固有频率和模态，进一步计算得到广义 坐标上的能量解耦率；

步骤4：根据正交表的选用原则，取正交表L₁₂(2¹¹)的前9列 用于分析9个刚度对悬置系统固有频率和解耦率的影响；

步骤5：取每个刚度参数的变化量为±20％，则得到其名义值的水 平表；

步骤6：根据正交试验表分别计算出刚度变化的9因素2水平的 12次正交实验运算结果，再根据其运算结果计算出悬置刚度变化引 起悬置固有频率变化的平均值；

步骤7：通过公式计算得出悬置刚度变化对悬置系统6阶固有频 率的贡献率；

步骤8：根据解耦率的正交实验运算结果计算得到悬置刚度变化 对悬置系统解耦率变化的贡献率；

步骤9：建立悬置系统位置矩阵，在根据步骤4至步骤8的运算 分析方法得到位置变化对悬置系统6阶固有频率贡献率及位置变化 对悬置系统解耦率的贡献率。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤1中，所述动力总成悬 置系统6自由度模型如下：

建立动力总成横置、前轮驱动的动力总成三点悬置系统的6自由 度模型，在动力总成上建立一个动坐标系G0-XYZ描述动力总成的运 动，原点G0位于动力总成质心，Y轴平行于发动机曲轴轴线方向并 指向发动机前端，X轴水平指向汽车后方，Z轴垂直曲轴向上，悬置 系统中的每个悬置简化成沿其三个弹性主轴方向具有刚度和阻尼的 元件，悬置的三个弹性主轴方向相互垂直，以三个弹性主轴建立的坐 标系为悬置的局部坐标系。