車輛懸置
關(guān)注創(chuàng)建者：海克斯康設(shè)計與仿真 創(chuàng)建時間：2023-09-12
車輛懸置的實例教程
整車振動激勵主要來自路面激勵和總力總成激勵，其中作為車輛重要的振動源，動力總成懸置系統(tǒng)開發(fā)是影響車輛NVH性能的重要指標(biāo)。車輛懸置開發(fā)要滿足多個目標(biāo)，如支撐動力系統(tǒng)重量、為車輛行駛提供支撐力矩、怠速系統(tǒng)隔置、車輛行駛典型工況中限位與總布置要求等，其中各個開發(fā)目標(biāo)又是相互矛盾。
海克斯康工業(yè)軟件旗下MSC Nastran作為一款有限元分析工具，基于統(tǒng)一開發(fā)環(huán)境，基于同一動力學(xué)參數(shù)驅(qū)動的仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效開發(fā)，并且能夠利用python將Nastran的開發(fā)工況過程化，編制自動化腳本，實現(xiàn)開發(fā)效率提升。
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關(guān)于車輛懸置的文獻(xiàn)
摘 要：隨著車輛的普及和人民生活水平的提高，人們對車輛振動、噪聲和舒適性（NVH）性能的要求越來越高。Mobility 主要對系統(tǒng)中主要反映了系統(tǒng)的中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進(jìn)行考察。本帖運用振動理論知識對Mobility 分析原理進(jìn)行理論解析，給出懸置系統(tǒng)隔振率的計算方法和Mobility 目標(biāo)值的設(shè)定方法。運用Hyperwork 軟件對某車身懸置點和某車架進(jìn)行Mobility 分析，由分析結(jié)果看出車輛的實際使用表明了Mobility分析的正確性。
關(guān)鍵詞：車輛設(shè)計 Mobility NVH 性能 有限元分析
1、引言
車架是整個汽車的基體，汽車絕大多數(shù)部件和總成（如發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架、轉(zhuǎn)向、駕駛室、貨箱和操縱機構(gòu)）都是通過車架來固定其位置的。車架的功用是支承、連接汽車的各零部件，并承接來自車內(nèi)、外的各種載荷。
Mobility 是指在單位力作用下，作用點沿力作用方向的速度隨力作用頻率的變化，它反映零部件的局部動態(tài)剛度特性，與Mobility 密切相關(guān)的一個概念是動剛度，動剛度是指單位位移作用下，作用點沿位移作用方向的力隨位移作用頻率的變化。Mobility 主要用來對系統(tǒng)的中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進(jìn)行考察。通過對車架進(jìn)行Mobility 分析可以反映動力總成、排氣系統(tǒng)和傳動軸等懸置點的動態(tài)剛度特性及振動噪聲傳遞性能。
本文首先對Mobility 的理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究，從理論上給出懸置系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則，然后通過兩個Mobility 分析實例詳細(xì)的闡述了Mobility 在車輛設(shè)計中的運用。
2.理論基礎(chǔ)
Mobility 是指在單位力作用下，作用點沿力作用方向的速度隨力作用頻率的變化，它反映零部件的局部動態(tài)剛度特性。Mobility 主要用來對系統(tǒng)中、高頻的振動、噪聲傳遞性能進(jìn)行考察。
展開 作者：張 珂
單位：陜西汽車控股集團有限公司
研究方向：車輛動力懸置設(shè)計
來源：汽車實用技術(shù)雜志社
引言
電動載貨汽車屬于新能源汽車，作為重要的物流運輸車輛，其在應(yīng)對城市環(huán)境污染、能源危機方面有著巨大的優(yōu)勢，由于物流行業(yè)的快速發(fā)展，城市和城郊對電動輕卡的需求量日益增長。加之國家對新能源汽車的的優(yōu)惠政策及運營成本低等特點使電動汽車越來越被人們接受，人們對電動汽車的舒適性也提出更高的要求。
電動載貨汽車的NVH性能主要取決于動力總成的振動、路面的激勵、駕駛室的激勵等，本篇文章主要從動力總成振動控制方面入手，利用Adams軟件優(yōu)化動力總成懸置剛體模態(tài)，分析影響車輛行駛品質(zhì)的相關(guān)因素，從振動的產(chǎn)生的根源上優(yōu)化懸置設(shè)計。
1 電動載貨汽車優(yōu)化的基本目標(biāo)
由于電動載貨汽車不使用傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機，所以電動載貨車的動力總成振動情況不同于傳統(tǒng)的燃油車輛，理論上應(yīng)該把電機所有工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生的振動通過懸置系統(tǒng)加以阻隔，從而降低傳遞給汽車底盤和車身的振動，改善整車NVH性能。
展開 Walter Klie, m+p international Mess- und Rechnertechnik GmbH, 30519 Hannover, Germany www.mpihome.com
介紹
車內(nèi)聲學(xué)特性對車輛的舒適度產(chǎn)生顯著影響， 噪音、振動和機械沖擊會對行駛車輛中乘員的健康產(chǎn)生不利影響。人類能在較高的頻率范圍內(nèi)感應(yīng)到振動，在低頻（0.1至20 Hz）能感覺到振動而無法聽到聲音；隨著頻率上升到約100 Hz，可以同時感覺到振動和聽到聲音；當(dāng)振動頻率高達(dá)幾千赫茲時，人耳感受到的則是噪音。
諸如發(fā)動機、變速箱、滾動輪胎或風(fēng)噪（由車身及其附件引起的氣動激勵）等振源均在乘客艙外部，為了優(yōu)化乘客體驗的舒適度，需要對從外部激勵源到乘客身體和耳朵位置的傳遞路徑進(jìn)行詳細(xì)分析，以使車輛聲學(xué)工程師設(shè)計出合適的減振和隔振裝置。
圖1：汽車發(fā)動機懸置高頻動剛度測試臺架
大眾，德國沃爾夫斯堡
車輛發(fā)動機懸置的主要任務(wù)是盡可能堅固地支撐重量和驅(qū)動反作用力，另外，為了達(dá)到車廂內(nèi)的最大舒適性，懸置還必須將發(fā)動機振動與車身分離。因此，懸置的振動傳遞特性和寬頻范圍內(nèi)的動態(tài)剛度對車輛聲學(xué)設(shè)計工程師來說至關(guān)重要。
目前德國m+p國際公司已經(jīng)開發(fā)了一種全新的試驗臺架來研究發(fā)動機懸置在高達(dá)2000Hz頻率范圍內(nèi)的動態(tài)剛度，臺架被允許在測試臺上模擬由重量或反作用力產(chǎn)生的準(zhǔn)靜態(tài)載荷，并可以連續(xù)監(jiān)測其它參數(shù)，包括懸置溫度和橫向張力。
發(fā)動機懸置的設(shè)計和特性
發(fā)動機懸置和車身懸置通常基本上是彈性體-金屬復(fù)合材料，它們的靜態(tài)和動態(tài)傳遞特性不僅對駕駛動力學(xué)特性和車輛安全性有直接的影響，亦對乘坐舒適度有直接的影響。傳遞行為主要由復(fù)合元件的幾何形狀和所使用的彈性體材料的物理性質(zhì)決定。
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車輛懸置的最新內(nèi)容
車輛懸置開發(fā)要滿足多個目標(biāo)，如支撐動力系統(tǒng)重量、為車輛行駛提供支撐力矩、怠速系統(tǒng)隔置、車輛行駛典型工況中限位與總布置要求等，其中各個開發(fā)目標(biāo)又是相互矛盾。
５ 電機總成位移及轉(zhuǎn)角校核
參考美國通用汽車公司針對傳統(tǒng)燃油汽車擬定的懸置系統(tǒng) ２８ 種工況計算規(guī)范［１８］
，制定電動車輛動力總成懸置系統(tǒng) １６ 種工況計算規(guī)范表，對動力總成質(zhì)心的位移和轉(zhuǎn)角進(jìn)行校核。再根據(jù)動力總成質(zhì)心的位移及轉(zhuǎn)角，分析動力總成的包絡(luò)面，檢查動力總成與其附近零部件的干涉情況。
作者：張 珂
單位：陜西汽車控股集團有限公司
研究方向：車輛動力懸置設(shè)計
來源：汽車實用技術(shù)雜志社
引言
電動載貨汽車屬于新能源汽車，
為了模擬實際工況，靜態(tài)支撐模擬Z向的懸置重量和車輛在x方向上的恒定加速度， 根據(jù)用戶試驗要求的不同，除了主激勵方向之外，還可以添加反向動態(tài)載荷。為此在負(fù)載框架中安裝了額外的液壓激勵器，然而這個步驟大大降低了測試臺架的可用頻寬。
圖2 車架懸置點Mobility 分析結(jié)果
4.結(jié)論
1、Mobility 是衡量車輛懸置系統(tǒng)隔振性能的一個重要指標(biāo)，對Mobility 的評價理論進(jìn)行分析，并提出了目標(biāo)值設(shè)定的方法；
2、運用nastran 卡片對mobility 分析過稱進(jìn)行定義；
3、運用nastran 對某車架懸置點進(jìn)行Mobility 分析，并與目標(biāo)值進(jìn)行比較，經(jīng)過幾輪的改進(jìn)分析車架各懸置點的動態(tài)剛度特性基本都能滿足
SAE 2005-01-1415
關(guān)于車輛懸置的文獻(xiàn)
