ADAMS-Vibration模块在悬置系统振动性能分析中的应用.doc

ADAMS/Vibration模块在悬置系统振动性能分析中的应用作者：Simwe 来源：MSC 发布时间：2012-05-04 【收藏】【打印】 复制连接 【大 中 小】我来说两句：(2)逛逛论坛 一、动力总成悬置系统的建模1)动力总成的主要参数a)动力总成的质量b)质心位置c)动力总成的转动惯量、惯性积d)发动机的参数，如发动机在怠速、最大扭矩、额定转速工况下的转速、输出扭矩等。2)悬置系统的主要参数a)悬置点坐标b)悬置刚度c)阻尼d)安装角度。图1 动力总成质量特性参数输入图2 ADAMS动力总成悬置系统示意图根据动力总成和悬置系统的质量特性参数、几何特性参数、力学特性参数输入，在ADAMS/view中建立动力总成悬置系统虚拟样机模型。二、动力总成悬置系统的分析评价悬置系统性能主要从系统的避频、解耦、限位、隔振率等几个方面考察。分为时域、频域下激励信号输入分析。1)悬置系统固有频率分析在ADAMS/Vibration模块下对动力总成悬置系统进行振动模态分析。图3 模态分析对话框经仿真分析得到动力总成刚体六阶模态固有频率，如下表所示。表中第二列为系统无阻尼固有频率，它是把系统看作保守系统的前提下得到的，即系统没有阻尼；第三列为系统的阻尼比，也叫相对阻尼系数，即系统阻尼系数与临界阻尼的比值。图4 模态分析固有频率分布表根据发动机隔振理论，发动机激振频率与系统固有频率之比大于2，才能起到隔振的效果；不平路面的激励频率是客观存在，一般小于2.5HZ。2)悬置系统振动模态能量解耦分析能量解耦法是从能量的角度来解释发动机总成悬置系统的振动解耦。如果发动机总成悬置系统作某个自由度的振动，而其他自由度是解耦的，那么系统的振动能量只集中在该自由度上。从能量角度来说，耦合就是沿着某个广义坐标方向的力(力矩)所作的功，转化为系统沿多个广义坐标的动能和势能。采用能量法解耦的依据是, 当系统在作某个方向的振动而和其它方向解耦时, 则能量只集中于该自由度方向上。1.工程上，某一频率下，某向模态能量达到85%以上，此向模态与其它模态解耦程度即视为满意；2.工程上，发动机主要振动方向，垂直方向，横向转动方向，解耦度达到90%以上，即可视为完全解耦。图5 各阶模态振型不同自由度方向的能量分布表3)悬置系统振动响应及传递特性分析动力总成悬置系统在怠速、最大扭矩、额定转速工况下的振动响应分析，包括悬置的变形、悬置支撑反力和动力总成质心处的运动响应计算，以及悬置系统传递率分析。通过动力分析可以直观地给出在所关心的频率范围内，系统的隔振效果和各悬置所受动态力的情况。图6 悬置在z向的位移量振动传递率是判断悬置系统隔振性能优劣的一个重要指标，它反映了整个动力总成悬置系统的隔振水平。过大的振动传递率将导致车架和驾驶室的剧烈振动，整车的平顺性和舒适性恶化，甚至导致悬置系统元件寿命降低。选取在怠速时X方向上的振动传递率进行分析，计算公式为:ADAMS/Vibration模块在悬置系统振动性能分析中的应用作者：Simwe 来源：MSC 发布时间：2012-05-04 【收藏】【打印】 复制连接 【大 中 小】我来说两句：(2)逛逛论坛 三、动力总成悬置系统振动性能优化分析 发动机动力总成悬置系统的优化设计内容包括三个方面:设计变量、目标函数以及约束条件，这三个方面的内容直接影响到优化设计方案的质量和设计难度，甚至直接关系到优化设计的最终结果。目标函数：a)发动机悬置系统六自由度解耦或部分解耦；b)悬置系统固有频率的合理配置；c)系统的振动传递率或支撑处动反力最小。设计变量：a)悬置刚度b)or悬置阻尼c)or安装位置d)or安装角度约束条件在优化设计过程中，对于设计变量的选取常加以某些限制或给出一些附加的设计条件，这种限制条件就称为设计约束，即优化设计的约束条件。由于约束条件的存在，使得在优化设计过程中，求解满足设计约束条件的设计点的工作难度加重。图7 设计变量设定对话框图8 目标函数设定对话框图9 优化分析对话框运行设计研究，分析各个设计变量对目标函数值影响的灵敏度。能量解耦率灵敏度分析，确定影响主振型方向能量解耦率的悬置刚度变量。运行Optimization，以发动机垂直方向振动、俯仰方向振动、侧倾方向振