基于LMS Virtual.Lab的排气系统振动性能优化

时间:2013-04-09来源:网络
1 前言

车身的振动会通过座椅、地板和方向盘传递到车内驾驶员和乘客,同时车身的振动也会通过车身壁板等辐射出去产生车内噪声。排气系统是动力总成振动激励源传递到车身的重要路径,所以控制传递到车身的激励是排气系统振动控制的最重要目标之一。

排气系统振动优化分析流程主要如下:1)建立有限元模型;2)计算排气系统模态;3)LMS Virtual.Lab中导入FE模型和模态计算文件;4)定义激励力和输入输出点;5)计算排气系统传递到车身的激励;6)优化;7)重新校验排气系统传递到车身的激励。

2 模型建立

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图1 排气系统等有限元模型

为了提高建模及计算速度,首先建立排气系统、动力总成、悬置系统及副车架有限元模型,如图1所示。其中动力总成和排气系统悬置用CBUSH单元表示,刚度值为测试值。动力总成质心、质量及转动惯量数据通过转动惯量测试台测试得到。排气系统挂钩用CBEAM单元表示。

3 排气系统振动分析

建立好模型后,通过NASTRAN计算得到整个系统的模态分析结果。在LMS Virtual.Lab中导入FE模型和模态结果文件,并在动力总成质心激励点添加动力总成理论激励,如图2所示,并将输出点定义为所有排气系统悬置车身侧振动响应。

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图2 4缸发动机动力总成2阶激励

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图3 排气系统输入输出点定义

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图4 排气系统悬置车身侧三向加速度响应曲线

通过基于模态的力激励响应分析,得到排气系统悬置车身侧加速度响应曲线,如图4所示。可以看出,排气系统在33-200Hz之间动力总成二阶激励对排气系统悬置车身侧产生了若干峰值激励。这些激励可能与车身地板模态共振,并引起地板较大的激励响应。通过测试车内声压并对声压响应进行阶次分解,得到如图5所示曲线,可以看出在1400rpm(2阶47Hz)、2320rpm(2阶77Hz)和3133rpm(2阶104Hz)出现与二阶激励相关的峰值激励。对照图4排气系统悬置车身侧加速度响应曲线可以初步判断,动力总成激励可能在46Hz和101Hz附近通过排气系统挂钩激励车身地板,进而引起车内噪声峰值过大。
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关键词: LMS Virtual.Lab 排气系统 振动性能

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