某车型排气系统挂钩特性分析与研究

消声器排气系统与发动机相连,其振动通过挂钩传递到车体上,排气系统的挂钩结构是否合理以及吊耳的隔振效果直接关系到排气系统振动时与车身之间的能量传递大小。在自由模态分析的基础上,根据排气系统实际安装位置对消声器排气系统进行了动刚度分析,分析结果表明:挂钩的动刚度没有满足规定要求,对挂钩结构进行了优化,并对优化后的汽车消声器排气系统悬挂结构进行了隔振分析与试验验证,从而使优化后的消声器排气系统挂钩的悬挂位置更加合理,隔振性能得到改善。     

汽车排气系统吊耳动刚度的响应曲面优化

以某排气系统为对象,通过有限元分析,考虑吊耳静变形、静拉力,传递到车底板的垂向动态反力极值为优化目标,进行了吊耳动刚度的多目标优化。通过响应曲面法,借助满意度函数将多目标转化为单目标进行优化,选取最佳刚度组合,在满足所要求的疲劳耐久性能的同时使通过吊耳传递到车底板的动态反力尽可能小。此研究对吊耳的动刚度选取有一定参考意义。     

基于某排气系统振动性能参数的灵敏度分析

设计灵敏度分析试验,以传递力、静位移、预载力等作为优化目标,选择哈默斯雷采样方法,对排气系统的约束模态、吊耳的静位移、预载力以及传递力峰值进行灵敏度分析,评价影响各个参数的主要因素。确定通过改变吊耳的动刚度来提高排气系统的振动性能,为随后排气系统振动性能的优化提供了依据。     

排气系统的优化设计与振动特性分析

为了提高某排气系统的性能,实施了排气系统特性分析与确定性优化。利用Catia建立三维模型,运用Hypermesh进行网格划分,模态求解由Ansys完成。在Nastran中利用综合模态节点法进行了挂钩位置优化,并利用软件Isight进行了确定性优化。对优化过后的系统进行约束模态求解,并计算优化前后排气系统的静动态性能。通过验证对比,约束模态振型更为合理,吊耳静位移有所增加,但吊耳反力峰值减小18.5 N,低频段反力曲线更为平顺,动态性能更加优秀。此优化流程被证明对提高排气系统NVH性能是有效的。     

某乘用车汽车排气系统振动特性分析

排气系统作为一个复杂的多自由度振动系统,一端连接于发动机冷端,另一端通过挂钩悬挂于车身底盘,其悬挂位置和挂钩动刚度是汽车NVH性能的重要影响因素。在Hypermesh软件中建立排气系统有限元模型,在Nastran软件中计算自由模态并结合平均驱动自由度位移法(ADDOFD)以确定悬挂位置,在上述基础上对排气系统进行约束模态分析、预载荷分析并引入机械阻抗与加速度导纳理论进行频响分析。研究结果表明悬挂位置符合标准,有效的避开了发动机共振频段,挂钩动刚度较好的满足了隔振性能需求,系统振动响应在合理范围之内。     

汽车排气系统频率有限元分析及优化设计

排气系统的振动必然会引起汽车整车的振动和噪声,从而影响汽车的整车性能,特别是在汽车乘坐舒适性方面表现得尤为严重。利用SolidWorks工具建立排气系统的简化模型,对其进行频率有限元分析,研究在一定频率范围内,影响振幅和噪音的主要因素,通过改变排气系统挂钩吊耳的悬挂位置,减小排气系统的最大振幅,实现对排气系统进行优化设计。根据计算分析得出减小排气系统振动的优化方案,确定排气系统挂钩吊耳的最佳安装位置,为汽车排气系统或其他零件的设计和安装提供一种现代设计方法。     

某车型排气系统挂钩的静力与动刚度分析及结构优化

燃油车排气系统对发动机的动力性能有着很大的影响,排气系统的挂钩性能间接影响其使用寿命。以某车型排气系统的挂钩作为分析对象,利用有限元仿真分析该排气系统挂钩结构,使用OptiStruct求解器进行4G静力工况模拟,分析排气系统挂钩处的焊缝应力,在挂钩处施加50～200 Hz范围内Z向振动,基于速度导纳法分析挂钩动刚度。以企业标准作为判断依据,采取增加辅助支撑及强化焊接方式对不合理处进行结构优化,设计6种不同优化方案分别进行仿真计算。结果表明：方案四与方案六符合企业标准,优化后排气系统挂钩结构性能得到改善。     

气动准零非线性隔振器的刚度特性与参数调控

针对大载荷、低动态频率的机械装备的隔振需求,提出了气动准零刚度非线性隔振技术方案,利用气体负压为静载、波纹管结构提供动刚度,实现了隔振装置的高静态低动态刚度特性。阐述了光滑型气动准零隔振器的结构及工作原理,根据气体状态方程推导了隔振装置的非线性刚度理论模型。为了得到符合设计要求的刚度特性,分别研究了气体占比与初始压强等参数对隔振装置刚度特性的调控规律,发现了合理的气/液比例,既可以实现较低的动态刚度,同时起到大幅振动下位移限位的效果。探讨了过载加速度对隔振系统固有特性的影响,研究发现,过载的存在使得隔振静平衡位置偏离设计的平衡点,因此其线化系统固有频率会发生较明显的变化,这是工程设计根据实际情况需要考量的一点。     

气动准零非线性隔振器的刚度特性与参数调控

针对大载荷、低动态频率的机械装备的隔振需求,提出了气动准零刚度非线性隔振技术方案,利用气体负压为静载、波纹管结构提供动刚度,实现了隔振装置的高静态低动态刚度特性。阐述了光滑型气动准零隔振器的结构及工作原理,根据气体状态方程推导了隔振装置的非线性刚度理论模型。为了得到符合设计要求的刚度特性,分别研究了气体占比与初始压强等参数对隔振装置刚度特性的调控规律,发现了合理的气/液比例,既可以实现较低的动态刚度,同时起到大幅振动下位移限位的效果。探讨了过载加速度对隔振系统固有特性的影响,研究发现,过载的存在使得隔振静平衡位置偏离设计的平衡点,因此其线化系统固有频率会发生较明显的变化,这是工程设计根据实际情况需要考量的一点。     

双层隔振系统解耦优化研究

针对某型出口内燃动车柴油发电机组动力包的双层隔振系统解耦优化问题,经分析认为,一级、二级隔振器的刚度是影响双层隔振系统解耦的主要因素。根据双层隔振系统解耦理论和解耦原则,确定一级、二级隔振器的刚度;按照公共构架、车体主要模态频率的变化范围确定一级、二级隔振器刚度的可能取值;利用Matlab编程,对可能刚度方案进行排序。以双层隔振系统12自由度综合解耦度最大、绕曲轴方向的α解耦度最大、机组的振动烈度最小和二级隔振器安装位置的动支反力最小为优化目标进行编程,来比较由解耦理论和原则确定的刚度和优化刚度的综合隔振效果。结果表明,根据隔振解耦理论和原则得出的隔振器刚度综合隔振性能较好,但不是最优的。优化的刚度方案可为实际工程提供参考。     

某车型排气系统焊缝开裂问题分析及优化

针对某车型的排气管与法兰盘间的焊缝在进行整车耐久路试期间发生开裂,通过焊缝切片实验、焊缝疲劳测试排除了焊缝开裂并非焊接工艺所致。运用有限元分析并经过模态测试对排气系统进行分析,确认排气管与法兰盘的焊缝开裂是由于波纹管动刚度在排气系统45. 1 Hz和66. 7 Hz的模态下出现峰值,引起焊缝应力集中所致。优化波纹管动刚度后,排气系统顺利完成整车路试耐久试验。结果表明:优化后的波纹管可有效避免焊缝出现应力集中,提高了排气系统的可靠性,满足整车耐久性能要求。     

某涡桨发动机隔振安装系统动力学设计优化

针对涡桨发动机单安装面隔振安装系统的隔振设计问题,提出了一种安装系统隔振器刚度参数优化方法来实现发动机安装系统的振动解耦以及隔振效率的提升。以某涡桨发动机安装系统为例,利用该方法建立六自由度安装系统动力学模型,并将NSGA-Ⅱ遗传算法与安装系统动力学分析相结合,在考虑到隔振器侧向刚度和垂向刚度对设计寿命影响的同时,实现安装系统隔振效率和振动解耦的多目标优化。优化结果表明,该安装系统获得了较高的隔振效率和振动解耦率,综合隔振性能良好。     

滑模控制在磁悬浮隔振器中的隔振特性研究

针对磁悬浮准零刚度隔振器刚度非线性强的特点，设计了滑模控制器控制磁悬浮隔振器的电磁力输出。首先基于简化的2自由度系统的仿真动力学模型在MATLAB/Simulink环境下验证了滑模控制算法对磁悬浮隔振器与常规型隔振器并联后在扫频激励工况下的有效性，对比分析了磁悬浮隔振器在一级以及二级隔振位置对于隔振系统的影响，并与传统的常规隔振系统进行了隔振效果对比。仿真结果表明：采用滑模控制算法控制磁悬浮隔振器同一级橡胶隔振器并联，增加了低频机组振动烈度，大幅度减小全频域范围构架的动反力和振动烈度，降低隔振系统传递率，对于工程实践有很好的借鉴效果。     

乘用车排气系统模态分析与悬挂点布置

汽车排气系统通过橡胶吊耳和挂钩与车身相连,合理的悬挂点布置能有效降低由排气系统传递到车身的振动,从而提高汽车的乘坐舒适性,降低车内噪声。通过对某乘用车的排气系统进行计算模态分析和试验模态分析,采用平均驱动自由度位移方法(ADDOFD)选择最佳的悬挂位置。为检验所设计悬挂点的合理性,对该排气系统进行静力分析和约束模态分析。计算结果表明,该排气系统满足强度要求,振动频率避开了发动机怠速和经济转速所对应的激励频率,证明所设计的悬挂点符合要求。     

直线电机地铁车辆电机的隔振优化分析

针对国内某型直线电机地铁车辆簧下结构振动剧烈,亦导致直线电机的橡胶节点老化和损坏的问题。将整个直线电机悬挂看作一个隔振系统,利用传递函数建立3自由度的位移函数矩阵,分析直线电机系统的隔振特性。选取不同的优化因子来对电机悬挂系统各橡胶关节的刚度进行优化分析。计算结果对比发现:取优化因子为0.1来优化均衡梁支承垫和吊杆节点垂向刚度时,传递函数值有了明显降低,系统的垂向隔振性能得到了明显的改善。进一步将优化前后的地铁车辆进行动力学分析发现,在轨道不平顺激励下,优化后的模型电机振动加速度的幅值和频率都有了明显降低,并且能够迅速收敛。优化刚度对地铁车辆直线电机悬挂系统的振动隔离是十分有意义的。     

悬架弹性元件对悬架振动传递特性的影响

为了分析研究橡胶元件减振隔振的机理,在线性假设的前提下,用复刚度表示悬架弹性元件的刚度,在车身车轮双质量1／4振动模型的基础上建立悬架系统中的橡胶弹性支承元件影响的1／4车振动模型,并利用该模型详细论术了橡胶元件对悬架振动传递特性的总体影响,指出其能减小车身部分固有频率附近的传递系数,增大车轮部分固有频率附近的传递系数,明显改善高频段的隔振性能。     

参数变异的动力总成双层隔振系统强迫振动研究

由于机器制造、加工及材料本身物理特性的不确定性导致双层隔振系统实际为不确定模型。基于快速摄动法推导了参数变异对双层隔振系统的激振、传递率、动反力及机组振动烈度的影响关系式,分析了参数变异的影响规律,并采用蒙特卡洛法进行了验证。研究表明,功率修正误差对倾倒力矩影响最大,回转质量误差对离心惯性力及力矩影响最大;而双层隔振系统动反力受参数变异影响最大,其中两级隔振装置转动惯量及刚度参数占主导因素。     

排气系统模态及振动响应分析

文章介绍利用Altair/HyperMesh软件创建某排气系统有限元模型,运用MSC/Nastran软件计算排气系统的约束模态,对约束模态分析的结果进行评价。最后结合排气系统吊耳振动响应分析结果,评估排气系统吊耳振动响应峰值频率点,为后续排气系统结构及吊耳位置优化提供依据。     

液阻橡胶隔振器在汽车隔振系统上的应用研究

为了解决发动机扭矩激励带来的振动噪音及路面激励带来的胎噪等问题,进而提高汽车的噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,NVH)性能,将隔振系统应用在汽车的动力总成系统和行驶系统之中。对隔振系统的结构性差异进行了研究,利用仿真力学分析软件Analysis作为平台,对比分析了普通橡胶隔振器与液阻橡胶隔振器的性能特点,以振动加速度作为主要评价因子,选择了两款常见车型进行了对比测试。结果表明,液阻橡胶隔振器在受到不平路面激励时对衰减方向盘扭振的效果要优于普通橡胶隔振器,两种车型的振动加速度峰值分别下降了62%和28%;液阻橡胶隔振器具有更好的动刚度特性、阻尼角特性和振动加速度特性。     

动力机组双层隔振系统新型隔振器设计及研究

针对某动力总成双层隔振系统,建立了将试验台的机组及构架均视为柔体的双层隔振系统仿真模型,通过模态测试验证了模型的准确性,分析了隔振器三向刚度变化对系统隔振特性的影响;基于Mooney-Rivlin模型,分析了不同开槽角度及宽度对橡胶隔振器三向刚度的影响,完成了新型隔振器设计。通过振动测试实验验证了新型隔振器对系统隔振性能的提升效果。研究表明:隔振器水平刚度变化对系统隔振性能影响不大,水平刚度降低主要引起系统振动速度及传递力响应在低频段的移频,对高频段基本没有影响;降低隔振器垂向刚度虽会在一定程度上增大系统低频段(对应机组启停工况)的振动烈度,但能够有效地降低系统中、高频段(对应机组正常运行工况)的传递力。