基于LMS实验的发动机油底壳优化研究.pdf

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1、第52卷第1期V01．52No．1农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2014年1月January2014doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2014．01．012基于LMS实验的发动机油底壳优化研究王天利，张宏双，应世明，张键，刘苑，张相坤(121001辽宁省锦州市辽宁工业大学汽车与交通q-程学院)[摘要]油底壳是发动机辐射噪声的主要来源之一。通过分析研究油底壳与发动机产生共振的频率区域，进而对油底壳结构进行拓扑优化，改进模型结

2、构。通过优化结果表明。增加密度较大位置的厚度同减小密度较小位置的厚度方法一样。达到提高模型的刚度目的，即提高了模型的固有频率。从而很好地避免与发动机形成共振，降低了发动机的噪声。基于LMS实验的方法提高了发动机油底壳结构优化的准确性。[关键词]油底壳；模态分析；拓扑优化；实验分析[中图分类号]TK40；U464[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2014)01—0046--03OptimizationofEngineOilPanBasedontheLMSExperimentsWangTianll，Zh

3、angHongshuang，YingShiming，ZhangJian，LiuYuan，ZhangXiangkan(Automobile＆TransportationEngineeringCollege，LiaoningUniversityofTechnology，JinzhouCity，LiaoningProvince121001，China)[Abstract]OilpanisamajorSOUl℃eofengineradiatednoise．Throughanalyzingtheregionofresona

4、ncefrequencyproducedbyengineandoilpan，topologyoptimizationiscarriedoutonthestructureofoilpanandthemodelstructureisimproved．There—suitofoptimizationshowsthatbethincreasingthethicknessoflarger-densitylocationandreducingthesmaller--densitylocationcanincreasethe8

5、t墒nessandtheinherentfrequencyofthemodel．Inthisway，theresonancewiththeenginecanbeavoidedwellandthenoiseofenginecanbereduced．TheaccuracyofstructuraloptimizationoftheengineoilpanisimprovedwithLMSexperimentalmethod．[Keywords]oilpan；simulationanalysis；topologicalo

6、ptimization；experimentalanalysis0引言发动机工作时．在激励的作用下油底壳会产生振动．是引起噪声的主要来源之一。随着汽车行业的不断发展。内燃机的振动和噪声的控制引来人们关注11】。经研究。油底壳的辐射噪声是发动机产生噪声主要原因之一，其占了发动机总噪声的20％左右121。采用LMS实验检验发动机油底壳有限元模型建立的正确性，该种方法目前应用还很少。本文通过研究油底壳的固有特性。与实验数据进行对比，并以此作为依据对结构进行优化，改变结构的固有频率．从而避开与机体发生共振的区域，这也是降

7、低发动机噪声的一种重要的方法。1动力学基础对于多自由度的动力学系统。其方程为删【蜘{g)+【c】(g}+【嗣{g}={删)(1)式中：阱r卜质量矩阵；【q一阻尼矩阵；网——刚度矩阵；{g)——节点的位移向量；{刑)收稿日期：2013-09-05修回13期：2013—10-21——节点的载荷向量。在求取结构的固有频率及振型时．结构的阻尼可以忽略不计．因此上式可以简化为没有阻尼的自由振动方程．具体形式：{M％}+阍{q)_{ol(2)2模态分析2．1油底壳有限元模型的建立采用Catia软件建立某发动机油底壳的三维模型

8、的，几何模型如图1所示。圈1油底壳模型F．咱．1Thosumpmodel利用Catia软件与HyperWorks／HyperMesh软件间的无缝接口，把建立好的油底壳几何模型导人HyperMesh模块中。在HyperMesh软件中抽第52卷第1期王天利等：基于LMS实验的发动机油底壳优化研究47取油底壳的中性面，并对几何模型进行了一些简单的清理，如螺栓孔、密封槽等，这样也