動力總成懸置系統(tǒng)（Powertrain Mounting System, PMS）是汽車底盤與動力總成（發(fā)動機(jī)+變速箱）之間的關(guān)鍵連接部件，其核心作用是支撐、定位、隔振和限位。它直接決定了整車的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能、駕駛平順性、耐久性及安全性。

使用Optistruct進(jìn)行動力總成懸置瞬態(tài)動力學(xué)響應(yīng)分析是一個復(fù)雜但非常重要的工程任務(wù)，主要用于評估動力總成及其懸置系統(tǒng)在時變載荷（如發(fā)動機(jī)點(diǎn)火激勵、路面沖擊、急加減速等）作用下的動態(tài)行為。以下是進(jìn)行此類分析的關(guān)鍵步驟、要點(diǎn)和注意事項：

1. 動力總成設(shè)計參數(shù)：動力總成性能參數(shù)主要包含動力總成總質(zhì)量、質(zhì)心坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動慣量，本文以某新能源汽車動力總成懸置為研究目標(biāo)，該動力總成系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)如表1所示：

表1 動力總成設(shè)計參數(shù)

1. 動力總成懸置系統(tǒng)有限元模型建立：

①動力總成建模方式：動力總成通常視為剛體，采用剛性單元和質(zhì)量點(diǎn)（RBE2+CONM2）進(jìn)行模擬，賦予質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量。

②懸置支架系統(tǒng)建模：懸置支座一般為鑄鋁件，通常使用連續(xù)體建模，為保證計算精度需精細(xì)的網(wǎng)格（尤其是高梯度區(qū)域），常用二階四面體單元。懸置支架一般為鈑金結(jié)構(gòu)，常使用殼單元進(jìn)行模擬，網(wǎng)格密度需足夠捕捉動態(tài)變形和應(yīng)力集中。

③連接關(guān)系定義：懸置襯套連接使用彈簧單元進(jìn)行建立，采用CBUSH(帶非線性屬性 PBUSH/PBUSHT)單元模擬，本文所使用的襯套剛度和阻尼如下表所示，連續(xù)體建模時的共節(jié)點(diǎn)RB2連接，精確模擬懸置與動力總成、懸置與支架之間的彈性連接。支架與安裝點(diǎn)通常采用螺栓連接，使用RBE2進(jìn)行模擬。

表2 懸置襯套剛度和阻尼數(shù)據(jù)

④材料屬性設(shè)置：按照動力總成懸置系統(tǒng)零部件所使用的材料進(jìn)行設(shè)置，本文使用的材料屬性如下表所示：

表3 懸置支架材料屬性

在Hypermesh軟件中完成上述設(shè)置，建立的動力總成懸置支架瞬態(tài)動力學(xué)分析模型如下圖所示：

圖1 動力總成懸置系統(tǒng)有限元模型

1. 瞬態(tài)動力學(xué)分析設(shè)置

Optistruct瞬態(tài)動力學(xué)分析主要分為：

①建立隨時間變化的動態(tài)載荷（TABLED1）;

②建立安裝點(diǎn)約束和加速度激勵設(shè)置（SPC+SPCD）;

③建立時間步分析設(shè)置（TSTEP）;

④將加速度激勵和動態(tài)載荷進(jìn)行關(guān)聯(lián)（TLOAD1）;

⑤設(shè)置結(jié)構(gòu)阻尼（PARMA,G）;

⑥設(shè)置輸出響應(yīng)曲線和云圖（GLOBAL_OUTPUT_REQUEST）.

以左懸置為單獨(dú)分析對象，在Hypermesh中建立直接法瞬態(tài)動力學(xué)載荷分析步Transient（direct），計算懸置支座安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)輸出，建立工況如圖2所示

圖2 左懸置支座瞬態(tài)動力學(xué)分析工況設(shè)置

1. 動力總成懸置支架瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)果

在Hypermesh設(shè)置完成瞬態(tài)動力分析工況后，提交Optistruct求解器求解，計算左懸置安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)輸出，結(jié)果如圖3所示

圖3 左懸置支座應(yīng)力結(jié)果云圖和安裝點(diǎn)應(yīng)力響應(yīng)曲線

最后，有相關(guān)仿真需求，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)系。