某MPV车型转向系统模态分析及优化.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.16.015某MPV车型转向系统模态分析及优化王家军，王锋（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230009）摘要：针对某MPV转向系统方向盘怠速抖振过大的现象，采用模态试验技术得到转向系统的固有频率，找到了产生这种现象的原因在于转向系统的固有频率和发动机怠速时的振动激励频率接近，从而引起了方向盘的过大振动。文章采用增大CCB管梁长度的方法，对转向系统进行优化，再将优化后的转向系统重新进行模态分析，最终达到了减震的目的。关键词：MPV；转向系统；模态分析中图分类号：U467文献

2、标识码：A文章编号：1671-7988(2017)16-41-03ModalanalysisandOptimizationofSteeringSystemofaMPVWangJiajun,WangFeng（AnhuiJianghuaiAutomobilegroupCo.,Ltd.,AnhuiHefei230009）Abstract:InviewoftheproblemofvibrationofaMPVsteeringsystem,usingthemodalanalysistoobtainthenaturalfrequency.Tofindo

3、utthereasonisthatthenaturalfrequencyofsteeringsystemisapproachingtothevibratingexcitationfrequencywhenengineisidling,itwillledtoexcessivevibrationofsteeringwheel.StructureoptimizationisconductedbyincreasingthelengthoftheCCBpipe.Themodalanalysisoftheoptimizedsteeringsystemi

4、scarriedon.Thepurposeofvibrationreductionhasbeenreachedatlast.Keywords:MPV;Steeringsystem;ModelanalysisCLCNO.:U467DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)16-41-03激励能量通过转向系统直接传输到方向盘，直接引起方向盘前言振动。同时转向系统、发动机、悬置系统和车体结构等均对方向盘振动有影响。进行转向系统的优化设计，保证汽车具汽车NVH性能与整个汽车系统均有关联，权威机构有良好的NVH品质

5、，成为各汽车厂家和科研机构最为感兴J.D.power评估汽车质量指标中有三分之一与汽车NVH性[2-3]趣的工作。能相关，因而必须从全局的角度对汽车振动和噪声进行控制，汽车NVH性能是汽车开发的重点和难点。[1]车辆在行驶的本文针对某MPV车型在设计阶段通过对转向系统进行时候，如果来自发动机运转、不平坦路面等各种振动源的激模态分析，考察其NVH性能，将转向系统模态频率与发动励频率接近或达到了车身结构局部或整体的固有频率，车辆机怠速激励频率避频。对比目标值判断其是否满足模态设计便产生共振现象，从而产生强烈振动和巨大的噪声，如果严要求，并进行优

6、化设计，获得了满意的结果。重甚至会带来破坏性的后果。汽车方向盘与驾驶员直接接触，其振动特性将直接影响驾驶员的驾驶安全和驾驶体验，是体1转向系统动力学特性试验现汽车NVH品质的重要因素之一。来自路面以及发动机的1.1模态测试基本原理作者简介：王家军，工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份公司技具有n自由度的运动系统，其振动微分方程可描述为：术中心。42汽车实用技术2017年第16期（1）2分析内容式中：［M］、［C］和［K］分别为系统的质量矩阵、阻2.1模型描述尼矩阵和刚度矩阵；x（t）和f（t）分别为系统的位移向量车身模型接收时间为2015.1

7、.25，其中转向管柱沿用某在和外界对系统的激励向量。对上式两边进行傅里叶变换，有：产车型A，方向盘总成借用某在产车型B，详见表1，约束（2）车身截面处所有自由度，如下图1。令可得式中H(ω)为频响函数矩阵。在j点激励在I点测量响应的频响函数可表示为：（3）图1SE数模CCB管梁及支架图2NC数模CCB管梁及支架式中：Mi为模态质量；Ci为模态阻尼；Ki为模态刚度；Φi为各阶模态振型。测试中为了减小共振附近处的噪声，可通过功率谱密度函数来求得系统的频响函数，即（4）式中：Gyy(ω)为输出的自动率谱；Gxy(ω)为输入输出的互功率谱。图3转向

8、系统模态分析模型图1.2转向系统模态测试表1相关质量信息实验时，首先考虑方向盘、转向柱各自本体固有振动属性，然后将方向盘和转向柱看作一个系统，考察系统的固有振动属性。测试方向盘和