
在開發工程車和乘用車時,為了整車的駕乘舒適性和減少動力系統振動向整車傳遞現象的發生,必須計算動力總成懸置系統的模態及解耦,以期達到良好的隔振效果和整車舒適性。動力總成懸置系統主要有三個作用:
(相關資料圖)
1)固定和支撐動力總成,限制動力總成在各種工況下的位移量,防止與其它部件碰撞;
2)隔振作用,將動力總成的振動盡可能少的傳遞到車身。懸置系統隔振性能的核心就是解決剛體模態的頻率分配和振動耦合問題,簡言之就是關注動力總成的剛體模態和解耦率;
3)作為動力吸振器,吸收來自路面的振動激勵。
MSC Nastran是汽車行業有限元分析的標準工具。在車輛NVH、強度、剛度和疲勞分析中有大量應用,針對懸置系統開發,支持:
1)模態分析,支持模態振型計算,針對特定頻率模態動能6個方向分解輸出,基于:BUSH單元名義剛度是通過PBUSH的字域“K”定義;
2)頻響分析,與支持名義剛度(PBUSH – K,B/GE屬性,模態法中模態頻率計算)、頻變剛度(PBUSHT- K、B),線性阻尼或頻變阻尼特性分析,針對液壓懸置系統建議頻變阻尼特性;
3)典型或極限工況,動力系統工作位置校核、支架強度校核,非線性彈簧特性,支持拉壓特性曲線輸入,其中基于PBUSH – K定義分析初始剛度,非線性分析中基于PBUSHT-KN非線性剛度曲線分析;
4)詳細懸置彈性元件設計,支撐超彈性材料,部件自接觸等非線性特性分析。
Part.1
非線性彈簧特性分析模型
針對非線性彈簧特性,分析模型定義如下:
第一步:MSC Nastran 非線性分析求解過程。
基于SOL 400定義非線性分析過程,分步加載 NLSTEP定義初始載荷,載荷步、最小步長,最大步長等參數。其中RELDISP定義彈簧2個端點之間變化量。
第二步:動力總成模型定義,與基于MSC.Nastran懸置優化(1)相同,其中PBUSH增加,PBUDHT屬性,增加壓縮、拉伸曲線定義,模型數據卡片如下:
PBUSH定義
PBUSHT定義
備注:
? K — 表示頻變特性;
? KN — 表示非線性特性;
? 名義值除了頻響和非線性400分析外,其余分析類型都支持;
? 名義值用來計算模態值,用頻變曲線中的值計算各個激勵點的剛度、阻尼值;
? 非線性分析中,名義值做為非線性分析中的初始值。
定義示例:
? 求解過程文件*.sts,顯示每步迭代次數,增量等信息。
? 基于非線性剛度特性,MSC Nastran計算顯示彈簧單元變形-力對應關系:
MSC Nastran 動力學、非線性功能完整的覆蓋了動力懸置開發中的模態分析、頻響分析完成動力系統的隔振性能分析。典型工況與極限工況(線性段與非線性限位)校核,能夠控制各種運行位移;同時,在同一環境下完成懸置支架強度校核。
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