一种动力总成悬置系统稳定性优化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种动力总成悬置系统稳定性优化方法，以振动理论及数理统计为背景，首先，根据悬置系统布置结构形式确定分析所需要的关键参数；其次，根据实际布置建立理论分析模型；进一步地，根据理论模型提取目标函数及重要变量分析影响因素；最后，根据悬置生产工艺性及装配精度推导悬置系统稳定性校核的相关公式；通过稳定性校核计算方法，在工程上能够给出指导建议；本发明专利技术所涉及计算方法，提出了一套计算校核的流程，打破了传统靠经验来判断悬置系统稳定性问题，更有针对性，极大缩短了调校周期，从理论源头进行科学指导分析，为整车振动问题解决奠定了重要的基础。整车振动问题解决奠定了重要的基础。整车振动问题解决奠定了重要的基础。

【技术实现步骤摘要】
一种动力总成悬置系统稳定性优化方法


[0001]本专利技术涉及汽车领域，特别是动力总成悬置系统稳定性校核的计算方法。

技术介绍

[0002]随着汽车不断的普及，客户对于舒适性的要求越来越高，进而对于振动噪音的关注度也越发 敏感。动力总成悬置系统作为隔离发动机振动的核心部件，其性能好坏直接影响驾乘者的驾 驶体验感受。由于悬置属于橡胶类部件，其加工工艺的稳定性，使用过程中由于疲劳刚度的 损失等因素都会弱化悬置系统的作用，从而带来越来越明显的耦合振动及噪音。
[0003]一直以来，悬置系统稳定性校核分析一直没有有效的评估方式，往往只是初期计算达到目标 值就认为悬置系统是稳定的，忽略了刚度等敏感因素的波动性。如果后期悬置性能恶化或不 达只能通过更换零件来解决，耗费了很多不必要的资源，最主要没有从根本上给出基于随机 变量波动性的考虑，从而进行规避，更没有保证在悬置在正常的使用周期都能够提供稳定的 隔振性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决悬置系统开发缺少稳定性校核的问题，提供一种动力总成悬置系统 稳定性优化方法。该方法通过建立理论模型，提取关键敏感参数变量，建立目标函数及 稳定裕度校核，实现了对随机变量波动的有效评估，改善了汽车悬置系统隔振性能的稳 定性，尤其是对批产零件无法保证质量一致性的一种重要计算评估方法。本专利技术的技术方案具体如下：
[0005]本专利技术的技术方案具体如下：
[0006]建立用于计算分析的悬置系统力学模型：包括动力总成质量m，质心坐标Cx,Cy,Cz,总成测试 转动惯量及惯性积：Jxx,Jyy,Jzz,Jxy,Jxz,Jyz,左悬置弹性中心点坐标Lx,Ly,Lz，右悬置弹 性中心点坐标Rx,Ry,Rz,后悬置弹性中心点坐标Tx,Ty,Tz,左悬置初始刚度Lkx,Lky,Lkz, 右悬置初始刚度Rkx,Rky,Rkz,后悬置初始刚度Tkx,Tky,Tkz,动力总成参考坐标系角度 α，β，γ等参数。
[0007]根据左悬置刚度构造左悬置刚度矩阵按此方法构造右悬与后悬刚 度矩阵；
[0008]根据左悬置弹性中心与质心坐标构造位置矩阵：按此方法构造右悬与 后悬位置矩阵；其中Lpx为弹性中心与质心差值。
[0009]根据左悬置安装角度构造角度矩阵：按此方法构造右悬与后悬角度矩阵； 根据参考坐标系到整车坐标系的变换，构造坐标变换矩阵C＝cos(N)，其中N为两坐标系角 度矩阵：
[0010]根据坐标变化矩阵，求得整车坐标系下转动惯量
[0011]J＝C*J'*C
T
……………………………………………………………………
公式1
[0012]其中为测试惯量构成的惯性矩阵；
[0013]通过求解构造各参数矩阵，可以求得系统总刚度矩阵
[0014]K＝Plx
T
*Tlx
T
*klx*Tlx*Plx+Pr x
T
*Trx
T
*krx*Trx*Pr x+Ptx
T
*Ttx
T
*klx*Ttx*Ptx
………………………………………………………………………………………
公式2
[0015]通过求得的转动惯量构造系统质量矩阵，
[0016]注意此矩阵维度为六行六列，其中M
’
为三行三列对角阵，元素都为m；
[0017]在系统分析振动问题时，因为阻尼只会降低共振峰值，对固有特性影响小，所以通常简化成 无阻尼自由振动系统，公式为
[0018](T-BE)Q'＝0
……………………………………………………………………
公式3
[0019]其中T＝M-1
*K，B为方阵特征值，Q'为方阵特征值对应的特征向量；
[0020]求解此方程，提取特征值构造频率矩阵
[0021]X＝[a,b,c,d,e,f]与特征向量矩阵W'，此为一一对应关系，其中X中包含W'中每一列数为 响应特征值对应的特征向量，特征向量矩阵W'为六阶方阵，例如取第一列向量构造 W1＝[a1,b1,c1,d1,e1,f1]作为一阶固有 (T-BE)Q'＝0,在得到系统特征值与特征向量后，可以进行耦合振动分析，悬置系统主要有 六阶模态，每一阶对应六个自由度的振动，若系统解耦性能好，当沿某一自由度和其他方向 自由度解耦时，其振动百分比达到最大，即解耦好。当悬置系统作j阶主振动时，最大能量 为
[0022][0023]其中ω
j
为第j阶固有频率，为第j阶固有阵型向量。
[0024]系统在第j阶固有频率下振动时，含有六个自由度振动，第k个方向上振动能量为
[0025][0026]这样可以计算在第j阶固有频率下一共六个方向振动能量百分比，即解耦率，如下
[0027][0028]此为系统解耦率目标函数，如果解耦率达到100％，说明在一个方向的自由振动没
有和其他方 向耦合，是非常理想的。
[0029]系统解耦要有一定的要求，要进行判断分析：其振动主要方向会要求解耦率高些，不重要的 方向要求会低一些，如果匹配刚度不合适。要重新构造子刚度矩阵，进行再次验证，直到修 正到设计变量为最优值。
[0030]贡献量分析：工程应用中，悬置橡胶在生产加工中往往存在一定刚度偏差，其不稳定波动给 调校带来非常大难度，根据以上目标函数，以每个悬置刚度作为变量，以基准刚度的
±
15％进 行随机波动，通过计算统计提取出从大到小的影响因子，提高调校效率。
[0031]最后，基于变量随机波动，校核稳定性的波动情况，以3σ为质量水平(99％)标准，每个悬 置系统解耦目标值都有下限要求，当变量波动会使得合格率变小，通过系统正态分布概率计 算进行评价分析。
附图说明
[0032]图1本专利技术系统稳定性校核流程图；
[0033]图2悬置系统设计力学模型；
[0034]图3基于变量随机波动贡献量分析图；
[0035]图4基于系统变量随机波动对系统目标的质量评估图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本 专利技术进行进一步详细说明。注：以下所介绍的具体实施方式尽用来解释说明本专利技术的计算方 法，并不限定本专利技术。
[0037]本专利技术稳定性校核分析所用的基本参数如下：
[0038]左悬置刚度矩阵右悬置刚度矩阵后悬置刚度矩 阵
[0039]动力总成质心坐标Coor_cm＝[-217.513,21.08,167.66]*1e-3；
[0040]左悬置硬点坐标L_mount_coor＝[-166.58,-452.05,295]*1e-3；
[0041]右悬置硬点坐标R_mount_coor＝[-252.9,462.27,377.9]*1e-3；
[0042]后悬置硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力总成悬置系统稳定性优化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤（一）：建立悬置系统模型，根据悬置系统布置结构形式，通过测试得出的结构参数模块和布置参数模块，确定分析所需要的关键参数，将此参数应用在悬置系统力学优化模型中；步骤（二）：根据实际布置确定整车频率目标和振动能量目标，将得到的参数应用在推导振动舒适性优化目标方程中；步骤（三）：根据波动百分比和相关因子重要度来进行参数识别与修正；；步骤（四）：将参数因子贡献和质量分布考核的结果作为优化后系统评价指标，输入到悬置生产工艺性及装配精度推导悬置系统稳定性校核的相关公式；通过稳定性校核计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，卢頔，刘立国，
申请(专利权)人：华晨汽车集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：