汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法
本专利技术涉及汽车的
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。作为上述技术方案的进一步改进，在步骤3中，悬置系统的刚度矩阵含有每个悬置的刚度、安装位置及安装方位等参数；质量矩阵由动力总成的质量、转动惯量和惯性积形成，这些参数由实验或计算得到。本专利技术的有益效果是：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是一种高效率、快速、经济的分析方法，是基于正交实验设计方法，其所获得信息量多，可以准确地估计各实验因素的主效应大小，更准确快速地识别出对动力总成悬置系统解耦布置影响较大的参数，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。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明；图1是本专利技术所提供的动力总成悬置系统6自由度模型的示意图；图2是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统X方向固有频率的影响折线图；图3是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Y方向固有频率的影响折线图；图4是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Z方向固有频率的影响折线图；图5是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Roll方向固有频率的影响折线图；图6是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Pitch方向固有频率的影响折线图；图7是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Yaw方向固有频率的影响折线图；图8是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统X方向解耦率的影响折线图；图9是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Y方向解耦率的影响折线图；图10是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Z方向解耦率的影响折线图；图11是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Roll方向解耦率的影响折线图；图12是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Pitch方向解耦率的影响折线图；图13是本专利技术所提供的主要刚度对悬置系统Yaw方向解耦率的影响折线图；图14是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统X方向固有频率的影响折线图；图15是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Y方向固有频率的影响折线图；图16是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Z方向固有频率的影响折线图；图17是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Roll方向固有频率的影响折线图；图18是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Pitch方向固有频率的影响折线图；图19是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Yaw方向固有频率的影响折线图；图20是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统X方向解耦率的影响折线图；图21是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Y方向解耦率的影响折线图；图22是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Z方向解耦率的影响折线图；图23是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Roll方向解耦率的影响折线图；图24是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Pitch方向解耦率的影响折线图；图25是本专利技术所提供的主要位置对悬置系统Yaw方向解耦率的影响折线图。具体实施方式本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。参照图1至图25，本专利技术的汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法作出如下实施例：以某款汽车的动力总成悬置系统为例，计算了悬置刚度和位置对悬置系统固有频率和解耦率变化的贡献值，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。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；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(3个平动和3个转动自由度)。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法，其特征在于：包括以下步骤：/n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；/n步骤2：建立悬置系统刚度矩阵；/n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；/n步骤4：根据正交表的选用原则，取正交表L

【技术特征摘要】
1.汽车动力总成悬置固有频率及解耦率的灵敏度分析方法，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王道勇，邓之润，李纪雄，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44