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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

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。

图2 4缸发动机动力总成2阶激励

图3 排气系统输入输出点定义

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