动力总成悬置系统刚体模态优化设计方法的研究

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1、·设计．计算．研究．动力总成悬置系统刚体模态优化设计方法的研究★陈大明，2上官文斌-，2(1．吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室；2．华南理工大学)【摘要】以合理分配悬置系统的各阶固有频率和提高各阶解耦率为原则构造了悬置系统优化的目标．以悬置静刚度和安装位置作为设计变量、悬置3向刚度比例为约束条件，对悬置系统的优化方法进行了研究．并以某轿车动力总成悬置系统作为优化实例进行了计算。结果表明，优化后悬置系统各阶固有频率分配更加合理．解耦率得到提高。同时利用不同初始值进行优化．验证了该优化算法的稳定性主题词：动力总成悬置系统刚体模态优化设计中图分类号：U

2、464文献标识码：A文章编号：1000—3703(2011)02—0034—04AResearchonOptimizationDesignMethodforPowertrainMountingSystemRigidModeChenDaming．ShangguanWenbin，。(1．StateKeyLaboratoryofAutomobileDynamicSimulation，JilinUniversity；2．SouthChinaUniversityofTechnology)【Abstract]Thebasicdesignobjectofmoun

3、tingsystemoptimizationistoassignthenaturalfrequenciesappropriatelyandimprovedecouplingratioofthemountingsystem．Thestaticstiffnessandlocationsofthemountsareselectedasdesignvariables，mounting3-waystiffnessproportionasconstraint，andtheoptimizationmethodofmountingsystemisstudiedin

4、thepaper，whichtakesthepowertrainmountingsystemofacarasoptimizationexampletocalculate．Theresultsshowthatafteroptimization，thenaturalfrequencydistributionofthemountingsystemismorerational，decouplingratioisimproved．Meanwhiledifferentinitialvaluesareutilizedforoptimizationtoverify

5、stabilityofthisoptimizationalgorithm．Keywords：Powertrainmountingsystem，Rigidbodymodes，Optimizationdesign法进行优化本文基于悬置系统刚体模态设计的1前言能量解耦设计原理【3．4】．以悬置静刚度和安装位置作汽车动力总成悬置系统．简称悬置系统．是指由为设计变量．悬置三向刚度的比例或悬置刚度的上动力总成和悬置元件组成的系统该系统的作用是下限要求作为约束条件．以合理分配各阶固有频率将动力总成支撑在车架上．减少由发动机经悬置元和提高解耦率为优化目标．研究了悬

6、置系统固有频件传递给车身的振动能量．从而改善整车的操纵平率和解耦率的优化方法顺性和乘坐舒适性。悬置系统设计的基本要求是：2悬置系统的模型合理地分配悬置系统6个方向的固有频率．提高各个方向的振动能量分布(又称解耦率)。在悬置系统以图1所示的某汽车横置动力总成悬置系统为的优化设计方面．Swanson以传递到车身的力最小研究对象．动力总成简化为6自由度的刚体模型[21，为优化目标．以悬置刚度为设计变量．运用递归二次动力总成由3～4个悬置支撑在动力总成上建立一规划法进行优化【lJ。J．S．Tao等人以传递到地板的垂个动坐标系G。(动力总成坐标系)描述动力总

7、成直力最小为优化目标．以悬置的静变形和动变形保的运动．动力总成坐标系的方向与汽车坐标系的方持在一定范围内作为约束条件．运用序列二次规划向一致(轴水平指向汽车后方．Y轴平行于发动机汽车动态模拟国家重点实验室开放基金资助(2010—06)项目。-——34-——汽车技术．设计．计算．研究·曲轴轴线方向并指向发动机前端，z轴垂直曲轴向一个数量级，在式(1)给出的目标函数中，将解耦率上)，原点G。位于动力总成的质心。悬置系统中的每的值除以l0个悬置简化成沿其3个垂直方向(弹性主轴方向)具3,2设计变量和约束条件有刚度和阻尼的元件．以悬置的3个弹性主轴方向悬置

8、系统的固有特性取决于悬置的安装位置和建立悬置坐标系0—。悬置的3个垂直方向的刚悬置的刚度调整悬置的安装角度，是为了调整悬度