某车型悬置支架模态优化设计

作者：吕云伟

来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2018年第04期

摘要：本文介绍了利用有限元分析的方法优化悬置支架设计，增加模态，进而解决悬置支架共振的问题。

关键词：悬置支架;模态：NVH 中图分类号：U467文献标示码：A 0引言

随着汽车产业以及国民经济的不断发展，汽车已经从奢侈品逐步转变为代步工具，进入了寻常百姓家。近年来人们对汽车性能要求越来越高，而NVH作为整车舒适度的关键性能越来越受到重视。悬置系统作为动力总成与车身之间的关键连接系统，直接影响发动机的激励向车身的传递。本文重点关注悬置支架的结构强度与整车NVH的关系[1]。

1问题来源

某车型在NVH试验过程中发现，3挡时油门踏板踩到底，车内噪声远高于竞品车型（图1）。

在噪声彩图中发现车辆中高频共振情况严重，500～600 Hz尤其严重（图2）。悬置支架一般模态范围在500～1000 Hz区间内，因此决定测量悬置车身端与动力总成端加速度，以判断悬置振动与车内噪音之间的关系。主要测量工况3挡WOT。

试验结果表明左悬置在400 Hz存在共振，右悬置在500-600 Hz存在共振，对整车噪声贡献度较大。 2模态分析

对原模型本体进行CAE模态分析，分别分析一阶与二阶模态（表1）。

CAE分析结果与NVH现象相符，所以决定对左悬置车身端、右悬置车身端支架进行加强，提高模态。目前悬置结构大量采用钣金材料，重量偏重，因此在结构加强的同时还要考虑轻量化。结合CAE分析的振动形式考虑，制定出悬置提高模态方案。如果模态不满足则继续增强，同时利用拓扑优化去除多余材料。最后针对新方案进行CAE模态分析，与原方案进行对比，分析改进效果。具体方案如表2、图3和图4所示，改进前后对比如表3所示。 模态分析结果较原方案提高很多，比原设计标准500 Hz分别高出40%和30%。同时对方案进行DMU运动校核和28工况CAE应力水平分析，分析结果均满足开发目标[2]。 3 NVH整车验证

为了进一步验证改进效果，对整改方案进行装车试验。对试验数据进行分析，发现悬置共振现象基本消除，主动端加速度也有了大幅下降。如图5所示，可以看出悬置更改后噪声明显降低，1700～6000 r/min时噪声降低2 dB左右。通过与竞品车对比，噪声水平与竞品车相近，改善效果明显。 4结束语

针对某车型噪声比较大的现象，通过路径查找，明确原因为悬置支架模态低。利用有限元分析工具，提出支架优化方案，并利用拓扑优化对其进行减重。通过整车验证，方案有效，该方法对解决支架模态低的问题具有参考意义。 【参考文献】

[1]潘孝勇，柴国忠.悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析.汽车工程，2007（4）. [2]庞剑，谌刚，何华，等.汽车噪声与振动——理论与应用[M].北京：北京理工大學出版社.2006.