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基于LMS Virtual.Lab的排氣系統振動(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)內噪聲。排氣系統是動(dòng)力總成振動(dòng)激勵源傳遞到車(chē)身的重要路徑，所以控制傳遞到車(chē)身的激勵是排氣系統振動(dòng)控制的最重要目標之一。

排氣系統振動(dòng)優(yōu)化分析流程主要如下：1）建立有限元模型；2）計算排氣系統模態(tài)；3）LMS Virtual.Lab中導入FE模型和模態(tài)計算文件；4）定義激勵力和輸入輸出點(diǎn)；5）計算排氣系統傳遞到車(chē)身的激勵；6）優(yōu)化；7）重新校驗排氣系統傳遞到車(chē)身的激勵。

2 模型建立

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圖1 排氣系統等有限元模型

為了提高建模及計算速度，首先建立排氣系統、動(dòng)力總成、懸置系統及副車(chē)架有限元模型，如圖1所示。其中動(dòng)力總成和排氣系統懸置用CBUSH單元表示，剛度值為測試值。動(dòng)力總成質(zhì)心、質(zhì)量及轉動(dòng)慣量數據通過(guò)轉動(dòng)慣量測試臺測試得到。排氣系統掛鉤用CBEAM單元表示。

3 排氣系統振動(dòng)分析

建立好模型后，通過(guò)NASTRAN計算得到整個(gè)系統的模態(tài)分析結果。在LMS Virtual.Lab中導入FE模型和模態(tài)結果文件，并在動(dòng)力總成質(zhì)心激勵點(diǎn)添加動(dòng)力總成理論激勵，如圖2所示，并將輸出點(diǎn)定義為所有排氣系統懸置車(chē)身側振動(dòng)響應。

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圖2 4缸發(fā)動(dòng)機動(dòng)力總成2階激勵

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圖3 排氣系統輸入輸出點(diǎn)定義

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圖4 排氣系統懸置車(chē)身側三向加速度響應曲線(xiàn)

通過(guò)基于模態(tài)的力激勵響應分析，得到排氣系統懸置車(chē)身側加速度響應曲線(xiàn)，如圖4所示?？梢钥闯?，排氣系統在33-200Hz之間動(dòng)力總成二階激勵對排氣系統懸置車(chē)身側產(chǎn)生了若干峰值激勵。這些激勵可能與車(chē)身地板模態(tài)共振，并引起地板較大的激勵響應。通過(guò)測試車(chē)內聲壓并對聲壓響應進(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）出現與二階激勵相關(guān)的峰值激勵。對照圖4排氣系統懸置車(chē)身側加速度響應曲線(xiàn)可以初步判斷，動(dòng)力總成激勵可能在46Hz和101Hz附近通過(guò)排氣系統掛鉤激勵車(chē)身地板，進(jìn)而引起車(chē)內噪聲峰值過(guò)大。
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