动力总成悬置系统匹配及fea仿真工程应用_长安汽车_110917

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1、动力总成悬置系统匹配及FEA仿真工程应用杨怀刚，景建敏，杨苑君，齐洋，代鹏飞，徐发扬，郭丽，胡铁刚,邵显龙（长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆401120）摘要：本文主要阐述对机车悬置系统开发的基本流程，包括悬置匹配的主要原则及评估内容；以及应用ABAQUS软件对悬置结构系统进行刚度、强度、螺栓连接可靠性分析与优化的工程实例；显示了该工程仿真技术在产品开发中的巨大价值。关键词：动力总成，ABAQUS，悬置系统，结构可靠性PerformanceMatchingandFEAEngineeringApplicationforMountSystemofPowerTrainYangHua

2、igang,JingJianmin,YangYuanjun,QiYang,DaiPengfei,XuFayang,GuoLi,HuTiegang,ShaoXianlong(AutomobileEngineeringInstituteofChangAnAutomobileCo.Ltd,Chongqing,401120,China)Abstract:ThispaperillustratetheFlowofVehicleMountsystem,includemountsystemperformancematching’smainprincipia；andainstanceofFEAanal

3、ysis(Strengthstiffnessboltconnection)formountstructurebyABAQUS.Revealngthetremendousvalueofthesimulationengineeringtechniquetoproductdevelopment.Keywords:powertrain,ABAQUS,mountsystem,structuralreliability1引言动力总成悬置系统主要作用是连接动力总成与车身，并对来自车体外部冲击进行缓冲，以保证发动机能够正常工作。一般采用三点或四点支撑。动力总成悬置系统作为重要的机车匹配重要组成部

4、分，其布置选点、系统参数、结构设计的合理性对整车性能表现是十分关注的。在企业悬置系统的开发中，主要应用多体动力学软件ADAMS以及结构分析软件ABAQUS对悬置系统进行模拟、选型及优化。本文主要描述该工程技术的流程、悬置匹配主要技术内容，以及针对某个悬置结构的FEA分析与优化的工程实例。图1为悬置系统工程仿真开发基本流程。图12悬置系统匹配分析为达到良好的减震、降低振动传递路径、限位，以及与车体发生共振，在进行悬置结构可靠性分析之前，必须进行悬置匹配分析，确定动力总成悬置布置点、悬置各方向的刚度、阻尼等设计技术参数。保证动力总成在6个自由度方向的振动能较好的解耦。、对于轿车横置发动机

5、方案点布置的总体原则如下（图2）：A、左右悬置连线尽量与动力总成惯性主轴重合；B、前后悬置位于动力总成质心所在的、垂直于惯性主轴的平面内；C、前后悬置如果有倾角，应使其主方向与当动力总成在倾覆力矩作用下翻倾时悬置的运动轨迹相切。图2悬置布置示意图对于动力总成悬置匹配分析，主要评价内容如下：1)、模态频率评估（表1），主要标准如下：动力总成各阶模态互相避开；动力总成各阶模态与车身和车轮各阶模态互相避开；动力总成各阶模态与直列4缸发动机0.5、1、2阶怠速激振频率互相避开；动力总成各阶模态与直列3缸发动机1、1.5、2阶怠速激振频率互相避开；动力总成绕曲轴方向模态频率小于2阶怠

6、速激振频率的0.707倍（半功率带下限）。表1动力总成模态频率分布评估图2）、模态振型评估从振动能量分配的角度考察模态振型的解耦程度，判断某一特定形式的振动是否会引起其他形式的连带振动。如表2所示。对直列4缸机，垂向、绕曲轴方向模态实现解耦，其他方向解耦率尽可能高；对直列3缸机，垂向、绕曲轴方向、整车侧倾方向模态实现解耦，其他方向解耦率尽可能高。表2动力总成装车状态下各阶模态振型能量解耦矩阵3）、典型工况悬置位移分析一般2档、3档全负荷、倒档20%负荷工况悬置软垫接附点中心位移。评价标准为悬置主方向位移单侧不大于20毫米，双侧总行程不大于25毫米，具体数值由悬置实际大小、软垫结构

7、和工艺要求决定。4）、悬置刚度参数图3为某悬置力与位移的关系图。通过分析，最终提交悬置软垫供应商的概念设计结果应包括以下几项内容：各悬置的3向线性段静刚度值；静刚度允许公差带；悬置3向预载荷；最大动/静刚度比；悬置的最大损失角及其对应频率；悬置的线性段范围（以文字描述）；悬置在整个工作区域内的力－位移曲线；静态及典型工况下悬置工作点位置。图3某车前悬置X向力－位移曲线图通过悬置匹配分析，合理选择悬置刚度，频率避频、振型各向能量解耦率、以及限