轿车排气管挂钩刚度优化分析--计算机辅助工程VIP免费

第2l卷第2期2012年4月计算机辅助工程ComputerAidedEngineeringVoJ．2lNo．2Apr．2012文章编号：1006一087l(2012)02-0018．03轿车排气管挂钩刚度优化分析朱品昌1，马力2(1．浙江机电职业技术学院，杭州310053；2．武汉理工大学汽车工程学院，武汉430070)摘要：针对某轿车在试车场进行耐久性试验时出现挂钩处开裂的问题，建立考虑动力总成的排气系统振动分析模型；通过频率响应分析发现挂钩开裂处的约束反力稍大，局部刚度偏低；通过结构优化使挂钩刚度得到加强．对2种优化方案的对比表明优化后的挂钩能减小排气系统传递到车身地板的振动，提高排气系统的疲劳寿命．关键词：排气管；挂钩；疲劳；振动；频率响应中图分类号：U463．335；TBll5．1文献标志码：BOptimizationanalysisoncarexhaustpipehookstiffhessUDnmlZatlonanalySlS0nCareXnaUStDlDen00KSUIIneSSZHUPinchan91，MALi2(1．ZhejiangInstituteofMech肌ical＆Elect而calEn舀neering，Han铲hou310053，China；2．sch00lofAutomotiveEn画neerirIg，WuhanUnive璐ity0fTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Astotheproblemthatthecrackingamundacarexhaustpipehookoccursafterdurabili哆testinprovinggmund，anexhaustsystemVibrationanalysismodelisbuiltconsideringpower鹊sembly；accordingtothefkquencyresponseanalysis，itisfoundthattheconstrainedforceonthehookthatiscrackedisbiggerandthelocalstiffnessislower；硼dthehooksti蜘essisstren昏henedbystlllctureoptimization．Thecomparisonofthe伽ooptimizationschemesindicatesthattheoptimizedhookcanreducethevibrationoftheexhaustsystemthattransfe璐tothecarnoorandimprovethef乱iguelifeoftheexhaustsystem．Keyword_s：exhaustpipe；hook；fatigue；Vibration；fkquencyresponseO引言汽车排气系统一般通过法兰和吊耳分别与发动机排气歧管以及车身地板相连，受发动机振动和排气激励的影响，排气管振动相对较大．⋯排气管的振动会通过吊耳和挂钩引起车身地板振动，从而产生车内噪声，甚至可能引起挂钩与车身地板的疲劳开裂问题．因此，排气系统是动力总成振动激励源传递到车身的重要路径，控制传到车体的力是排气系统振动控制的最重要的目标之一．合理设计排气管，减少排气管向地板的振动能量的传递，对提高乘客舱的NVH性能，延长排气管挂钩和吊耳的寿命，防止吊耳跳动脱落等均有重要意义．[211模型建立和验证1．1模型建立传递到车体上的力主要取决于主动挂钩的振动(排气系统本身的振动)和隔振器的传递率，可通过调节排气管挂钩的位置和柔性管刚度等降低排气系收稻日期：2011．09．05修回日期：2011．10．16作者简介：朱品昌(198l一)，男，浙江义鸟人，讲师，硕士，研究方向为汽车CAD／CAE和汽车电子，(E-mail)小“pinchang@126．comhHp：／／www．chjnacae．cn万方数据第2期朱品昌，等：轿车排气管挂钩刚度优化分析19统本身的振动．排气系统本身的振动对传递到车体上的力影响较大，其挂钩的刚度对振动也有显著影响．排气管挂钩示意见图1，排气挂钩系统由2个挂钩和1个隔振器组成，与排气系统连接的一边为主动边，称其挂钩为主动挂钩，与车体相连的一边为被动边，称其挂钩为被动挂钩．j’图1排气管挂钩示意Fig1ScheInaticdiagmm0f池ustpipeh∞k被动挂钩、隔振器和主动挂钩组成一个隔振系统，传递到车身上的振动可表示为F=缸(1)式中：，为传递到车身的力；K为隔振系统的刚度；x为排气系统的振动量．因此，隔振系统的刚度值越小，传递到车身上的振动越小，且上一上．上．上⋯X一岛。墨’凰”7式中：x。为主动挂钩刚度；蜀为橡胶衬套刚度；岛为被动挂钩刚度．当置。一。，K，一*时，K=K，即隔振系统刚度为橡胶衬套的刚度．因此，主动挂钩刚度和被动挂钩刚度必须足够大，才能达到良好的隔振性能”j，这与设计动力总成悬置系统支架的刚度必须足够大的原理一致．1-2仿真模型建立将动力总成简化为刚性体，对质心赋予质量属性和转动惯量属性；将动力总成悬置系统简化为接地的cBusH单元，其动刚度和阻尼参数由试验测得；由于排气管较薄，建模时可采用壳单元模拟；波...