基于多自由度的后悬置拉杆分析优化

2022-06-05 08:37:24谢嘉悦陈冰玉
内燃机与配件 2022年9期

悬置系统是动力总成振动传递路径过程中最重要的减振件之一,直接影响动力总成振动传递及车内的舒适性。对于横置系统而言,一般采用三点悬置布置,左右悬置主要起承载作用,后悬置通常采用拉杆形式,对转动方向进行隔振及限位。实际上,此类后悬置拉杆对于悬置系统设计而言,是决定成败的关键:对于动力总成,后悬置拉杆对主方向转动模态影响占50%以上;对于副车架系统,后悬置两头橡胶中间支架,本身除了柔性模态以外,也存在刚体模态,两者之间的模态管理需要严格控制。

0 概述

对横置发动机,悬置布置通常采用三点布置(如图1),后悬置拉杆常见形式如图2。后悬置拉杆在各车型上基本大同小异,两头采用橡胶结构,中间骨架连接。大端的橡胶结构,其结构设计服从于怠速工况下悬置隔振设计的刚度需求;小端的橡胶结构,除个别车型外,绝大部分是一个实心结构的小衬套,主要释放拉杆的扭转方向的自由度,使该拉杆主要起抗扭作用。实际上,很多人在该零件优化过程中,仅重视大端的橡胶结构设计,对骨架结构及小衬套优化往往有所忽略。

1 基于六自由度的后悬置拉杆影响分析

对于怠速工况的隔振,悬置隔振的优劣主要取决于动力总成的模态及解耦设计。模态方面,要求动力总成主方向固有频率小于激励频率的2倍以上,越小越好。然而,出于耐久及经济角度考虑,主方向固有频率小于激励频率2-3倍比较合适(见图3)。

解耦方面主要取决于布置及刚度分配,一般要求主方向解耦尽可能的接近100%。在解耦100%的情况下,其主方向模态完全由该方向的刚度决定。

(1)

其中:

为主方向刚度;

为第

个悬置离质心的

向距离;

为第

个悬置离质心的

向距离;

为第

个悬置

方向的刚度;

为第

个悬置

方向的刚度;实际上,左右悬置布置有解耦要求(即扭矩轴与弹性轴重合)及后拉杆仅存在

向刚度。因此,一个布置合理的悬置系统,该方向的刚度趋于:

(2)

测得参数如下表2:

凝胶阻滞实验检测阳离子脂质体与质粒RNA的配比(2:1、5:1、10:1、20:1),阳离子脂质体与100 pmoL TGF-β1 siRNA (5'GGAGUCAGAUCCUCAG⁃CAAGC3'5'UUGCUGAGGAUCU GACUCCUG3')室温孵育30 min后,进行琼脂糖凝胶电泳实验,观察siRNA是否完全被阳离子脂质体包裹,反应体系为50 ul。

2 基于后悬置拉杆的模态及影响分析

对于后悬置拉杆,可以将其看成独立的个体进行分析。即将后悬置拉杆的两个衬套看成两个小型的悬置,后悬置拉杆的骨架看成“动力总成”,其实该部件本身是存在刚体模态的,其模型见图4。区别于支架本身的柔性模态,该支架的刚体模态主要受支架重量、质心、大小衬套的刚度影响。

基于某车型,对后悬置拉杆按动力总成模态计算方式

(六自由度)进行建模分析,考虑扭矩刚度的影响,取平动方向的模态,结果如下表1:

其中:

为质量矩阵;

为动力总成质量矩阵;

为后悬置质量矩阵;

为副车架质量矩阵;

为刚度矩阵;

为动力总成刚度矩阵;

为后悬置刚度矩阵;

为副车架刚度矩阵;

·

为动力总成和后悬置耦合刚度矩阵;

·

为后悬置和副车架耦合刚度矩阵;

·

为后悬置和副车架耦合刚度矩阵。

根据分析,对此后悬置拉杆进行刚体模态测试,确认该件刚体模态较低,实测后拉杆Z向刚体模态为73Hz(见图5)。

进一步,对整车的升速工况进行振动噪声测试,在Z向73Hz的模态处,整车噪声有相应的峰值对应,主观评价车内有轻微的隆隆声(booming)(见图6)。

由此可见,在动力总成振动传递过程中,如果后拉杆刚体模态不加以控制的话,很容易引起升速过程中的轻微共振,进而影响车内的舒适性。因此,需要建立动力总成-后悬置拉杆-副车架分析模型做进一步分析。

本研究新闻语料选自英国《卫报》的网络版中关于G20峰会的报道,发表时间是2017年7月7日-7月8日。在以G20峰会为主题的报道中继续筛选,选取其中关于美国或特朗普总统的报道26篇,其中,占据篇幅最多的内容分别为特朗普总统与普京的双边会谈、与本国(英国)贸易协定、退出巴黎协定等三方面话题。本研究将就这三方面话题进一步展开统计和分析,探讨其中架构隐喻的类别、分布以及其所反应的深层架构和话语策略。

3 基于后拉杆的多自由度模型建立与优化

3)后悬置支架重量:影响后悬置本身的刚体模态。

1)大衬套刚度:如前述,影响动力总成刚体模态,从而影响怠速工况的悬置隔振;

本文综合考虑所涉及的各个参数,建立动力总成-后悬置-副车架分析模型,具体数学模型示意如下图7:

振动模态计算公式如下:

综上,在系统计算过程中,后悬置的结构其实可以进行参数化设计,主要涉及如下:

4)副车架及衬套:影响周边模态及支架本体模态。

“真实性”作为遗产旅游中的核心要素,是多方利益的共同诉求。如何在文化展示的过程中兼顾多方利益,并让民俗文化保持其最大的本真性,成为可操作的遗产保护和传承的具体实践,关键在于在文化展示中把握本真与商品化的均衡。文化的本真性和文化的商品化并不是截然对立的两个方面。在展示民俗和遗产文化时,需要警惕的是民俗和遗产的“迪斯尼化”或“拉斯维加斯化”。再者,地方文化的展示需要区分舞台的“前台”和“后台”。在城市化和现代化进程日益加快的今天,“后台”是民俗和遗产赖以存在与发展的土壤,也是民族文化多样性得以存在和发展的基础。在通过“前台”把民俗和遗产文化推向大众旅游市场的同时,更需要创造条件保护好“后台”。

2.1 新生儿气胸危险因素分析 观察组的ARDS、肺炎、湿肺、羊水吸入综合征及剖宫产所占比例明显高于健康组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2)小衬套刚度:影响后悬置本身的刚体模态,从而影响车辆升速过程中的舒适性;

(3)

(4)

(5)

相关的研究结果显示,将能力建设指标体系进行划分,划分为五个维度,其内容分别为扶贫项目与资源管理能力、信息沟通的能力、政府和社区的管理能力、扶贫项目的参与能力和农户的自我发展能力。其中的第一项主要主要分为交通便利度、扶贫项目对生活的帮助等。扶贫信息沟通能力主要包括扶贫资金的公开度、对信息进行处理的能力等。政府和社区的能力主要有工作效率和帮扶的力度等。项目的参与能力主要包括生产技能的培训、扶贫的反馈情况等。农户的自我发展能力主要有农户生活的改善情况等。

相关公式推导可以参考论文

,推导过程类似,本文限于篇幅,不做赘述。

为验证模型的准确性,对某项目动力总成及其副车架进行三线摆惯量实测(如下图8)。

基于此,后悬置拉杆距离质心Z向距离一般2倍于左右悬置。因此,该方向的刚度及对应的模态基本取决于后悬置拉杆的刚度,贡献量占50%以上。

针对副车架、后拉杆、动力总成进行建模分析,计算结果如下表3:

后悬置拉杆的计算与测试误差主方向Z向相对较小,误差在1.4%(实测数据见图5),Y向为6.3%,主要涉及该方向刚度为仿真计算,非实测值;副车架除个别方向外,基本在5%以内。

相对六自由度模型,动力总成刚体模态差异很小,完全可以覆盖传统的六自由度模型,见图9。

首先从规划层面上,企业必须要了解自己品牌的现状,要洞察自己品牌在市场上的状态、在行业中的位置、所处的经济与社会环境,由此对公司品牌作出准确而清晰的定位,包括企业宗旨、目标服务人群、产品特征等,其核心目的是在用户心中形成独一无二的形象,在公司全体员工中统一思想。

综上,15自由度计算模型相对可靠,覆盖当前6自由度模型,进一步拓展到后悬置拉杆和副车架。计算结果及试验数据表明,后悬置拉杆Z向模态与副车架Rx模态过于接近,共振引起整车升速工况轻微booming。为进一步优化该问题,需要提升后拉杆Z向模态,同步降低副车架Rx模态,避免共振引起Booming,优化后的模态如下表5。

维护检修费=固定资产价值×年修理费率。年修理费率取0.5%,则每年减少维护检修费64.42万元(12 883.43万元×0.5%)。

⑦Mazzone Jason,“Facebook’s Afterlife”,North Carolina Law Review,90(5),2012,pp.1643 ~1686.

由于模态的错开,由间隔2.5Hz错开到11.2Hz,车内的在该区域的噪声降低了8dB(见图10),整车升速工况没有明显booming问题,舒适性得到极大的改善。

4 总结

随着舒适性要求的提升,副车架衬套的增加,已经与传统的动力总成悬置相互影响。后拉杆刚体模态与副车架的刚体模态比较容易接近,仅限于传统的六自由度模型分析,无法识别升速共振问题。因此,需要以后悬置拉杆为触手,统筹考虑动力总成-后悬置拉杆-副车架系统。同时,对于后悬置拉杆的设计,也不应该仅局限于传统的单方向刚度及刚度曲线的设计。综合考虑大衬套的三向刚度、支架的重量及质心、小衬套的刚度更佳。

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