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兩個作用：

?  一是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；

?  二是隔振作用，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；

?  三是作為動力吸振器，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。長安汽車、東風神龍、吉利汽車等汽車行業頂級廠商都在應用MSC Nastran作為主要整車NVH仿真工具，利用Nastran可以完成模態解耦、非線性剛度校核、28工況等標準懸置系統開發。同時，基于f06、pch或者HD5格式文件，可以完成分析流程自動化數據處理，仿真結果提取、報告自動生成等工作。本章集中在利用Nastran完成模態解耦分析。

Part.1

1、建立發動機質心點位置，懸置點位置需要將懸置靠近發動機位置的模擬點與質心點使用rbe2相連，并在質心點位置建立conm2質量單元，該質量單元賦值發動機的質量屬性;

2、懸置點位置需要建立兩個重合的點，用來模擬懸置的主動側和被動側，并用三向的bush單元來連接這同一位置的兩個點。設置bush的三向剛度K，以及使用GE設置其阻尼.為方便建模，可以將重合的懸置點先移動一定距離，bush建立好后，將另一側再移回原位置。Nastran廣義彈簧單元，支持定義屬性，模態分析，只需輸入剛度信息：

3、PLOTEL,為顯示和示意需要，建立PLOTEL單元，表示動力系統完整外形。

圖：Patran中動力系統模型

MSC計算工況定義與結果輸出要求，其他GPKE為節點動能輸出，標準參數定義：

備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出；

支持SOL 103模態計算。

動力懸置系統輸出中，需要定義SET，輸出質心點節點模態動能。

上圖示例，完成計算后，可以在f06、PCH或H5文件中，查看節點動能，在6個方向分解量。

圖：MSC.Nastran .f06

圖：MSC.Nastran .pch

圖：MSC.Nastran .h5

基于上述文件整理后，校驗模態動能各個方向上分量見下表。

表：基于計算結果整理，模態動能分布

6階模態在X方向上，模態動能分析如下圖，由圖中可知，X方向為5.19Hz主振動。

5.19Hz振動振型動能在6個方向上分布柱狀圖，由下圖可知，該模態頻率為X方向振動。

Part.2

目前，在車輛開發過程中，有基于Matlab或其他自編寫程序，進行懸置系統解耦等方面工作，針對動力懸置系統開發，基于MSC Nastran 進行懸置系統開發由以下優勢：

?  企業NVH開發中，標準計算程序，有50多年工程應用歷史，各大OEM均有Nastran程序，其他軟件投資少；

?  MSC Nastran 功能完善，可以基于同一模型支持；

?  懸置系統解耦率計算；

?  隔振率分析，支持線性彈簧或頻變特性彈簧特性分析；

?  極限位置分析，支持非線性彈簧分析，基于試驗測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用，動力系統工作狀態；

?  懸置橡膠部件詳細設計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析；

?  懸置系統與整車系統傳遞分析；

?  基于python語言數據分析與自動化報告生成等。

為了推進NASTRAN軟件深入應用，后期會講解和演示隔振率、極限位置非線性分析等相關內容。