導(dǎo)讀：我們通常做懸置子系統(tǒng)分析，往往是支架和懸置元件單獨(dú)分析的，支架會(huì)進(jìn)行模態(tài)、動(dòng)剛度分析，而懸置元件通過(guò)會(huì)進(jìn)行動(dòng)靜剛度分析，少有人把它們合在一起分析的。如果進(jìn)行一番這種嘗試會(huì)得到一些什么樣的結(jié)論呢？

圖1是一個(gè)懸置的子系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，各部分的功能分解如下：

圖1懸置子系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

Powertrain Support Structure

主要功能是支撐Powetrain-Side Bracket

此結(jié)構(gòu)對(duì)Powertrain-Side Bracket動(dòng)態(tài)性能影響較大，必須將剛度做的很大

Powertrain-Side Bracket

連接動(dòng)力總成與懸置

支架動(dòng)態(tài)性能影響懸置子系統(tǒng)高頻隔振性能，支架的共振會(huì)對(duì)NVH性能產(chǎn)生較大影響

Mount Insert

連接橡膠與Powertrain-Side Bracket

一般與Powertrain-Side Bracket緊固裝配

Mount Elastomeric

懸置結(jié)構(gòu)高頻動(dòng)剛度硬化需要考慮

Body-Side Bracket/Mount Structure

二者通過(guò)螺栓連接或焊接，應(yīng)該作為一個(gè)整體分析。動(dòng)態(tài)性能及共振問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響NVH性能

Body Support Structure

車(chē)身的一部分，通常會(huì)進(jìn)行局部加強(qiáng)

圖1再簡(jiǎn)化可以簡(jiǎn)化為圖2就可以推導(dǎo)出振動(dòng)經(jīng)過(guò)車(chē)身連接點(diǎn)至車(chē)內(nèi)噪聲或振動(dòng)的傳遞函數(shù)公式：

其中：

式中：

X1(ω)：發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)支架在懸置連接處的位移

R(ω)：發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)支架在連接發(fā)動(dòng)機(jī)處的位移

MB1(ω)：位移從發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)支架連接懸置處到連接發(fā)動(dòng)機(jī)處的放大系數(shù)

K(ω)：懸置在各個(gè)頻率下的動(dòng)剛度

X2(ω)：車(chē)身側(cè)支架連接懸置處的位移

K(ω) ·[X2(ω)-X1(ω)]：傳遞到車(chē)身側(cè)支架連接懸置處的力

MB2：從車(chē)身側(cè)支架連接Body處到連接懸置處的力的放大系數(shù)

(P/F)ω：從車(chē)身側(cè)支架連接Body處到車(chē)內(nèi)噪聲的振聲傳函

從公式（1）中可以得出結(jié)論：懸置剛度越大、懸置兩側(cè)振幅差越大、車(chē)身側(cè)支架力傳遞系數(shù)越大、車(chē)身連接點(diǎn)至車(chē)內(nèi)噪聲或振動(dòng)的傳遞函數(shù)越大，車(chē)內(nèi)噪聲或振動(dòng)可能越大。

圖2 懸置子系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)支架（Eng_bracket）來(lái)說(shuō)，屬于位移隔振，增大支架固有頻率，降低激勵(lì)頻率與支架固有頻率之比，可以降低支架頂端振幅。

對(duì)于對(duì)于懸置Mount來(lái)說(shuō)，懸置傳遞的力等于懸置動(dòng)剛度乘以?xún)蓚?cè)支架位移差，因此低的動(dòng)剛度可以降低通過(guò)懸置傳遞的力。

對(duì)于車(chē)身側(cè)支架Body_bracket來(lái)說(shuō)，屬于力隔振，將支架固有頻率設(shè)計(jì)在激勵(lì)頻率之下不現(xiàn)實(shí)。因此增大支架固有頻率，顯著降低激勵(lì)頻率與支架固有頻率之比可以減小力放大系數(shù)。

想要驗(yàn)證上面的說(shuō)法，我們可以建立一個(gè)包括懸置橡膠主簧在內(nèi)的單個(gè)懸置隔振模型，如圖3所示。

圖3 單個(gè)懸置隔振分析有限元模型

一、模態(tài)分析

通過(guò)這個(gè)包括動(dòng)力總成側(cè)支架+懸置+車(chē)身側(cè)支架的有限元模型，可以進(jìn)行單個(gè)懸置的模態(tài)分析，從分析結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)橡膠主簧會(huì)導(dǎo)致整個(gè)懸置存在密集的模態(tài)，最低階350HZ開(kāi)始，這和橡膠的材料有關(guān)，比如圖3這個(gè)模型計(jì)算出來(lái)的模態(tài)如圖4所示。

在電動(dòng)車(chē)懸置支架設(shè)計(jì)要求中就有這樣的表述：使懸置內(nèi)部共振頻率盡可能小，并使不同懸置的內(nèi)部共振頻率分開(kāi)一定頻率間隔，避免懸置支架模態(tài)與懸置橡膠內(nèi)部共振頻率耦合。

圖4 模態(tài)分析結(jié)果

二、加速度傳遞性能分析

利用這一模型，也可以計(jì)算單個(gè)懸置的加速度傳遞性能和力傳遞性能，通過(guò)改變車(chē)身側(cè)支架和發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)支架的剛度，可以得到圖5所示的加速度傳遞性能圖。

圖5 加速度傳遞性能分析

?從圖中可知階次隔振上存在較大浮動(dòng)，峰值往往對(duì)應(yīng)著懸置系統(tǒng)（支架或橡膠體或液壓懸置動(dòng)剛度硬化）零部件的共振，而谷值則與系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的谷值對(duì)應(yīng)。階次上明顯的隔振下降段并不能說(shuō)明太多的問(wèn)題，首先階次隔振上的谷值對(duì)應(yīng)著傳遞函數(shù)上的谷值，但峰值往往對(duì)應(yīng)著結(jié)構(gòu)的共振頻率，因此當(dāng)主動(dòng)端支架的谷值與被動(dòng)端結(jié)構(gòu)的峰值在頻率上對(duì)齊時(shí)，往往表象上看階次隔振不足。

對(duì)于懸置系統(tǒng)隔振，最優(yōu)先考慮的仍然是增大主動(dòng)端和被動(dòng)端結(jié)構(gòu)的剛度，而降低懸置的剛度。

三、力傳遞性能分析

以上模型也可以進(jìn)行力傳遞性能分析，力傳遞最能代表懸置系統(tǒng)隔振的實(shí)質(zhì)。

動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)固有頻率一定的情況下，在低頻范圍內(nèi)，主動(dòng)端和被動(dòng)端結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)力傳遞性能影響較小。隨著頻率的升高，主動(dòng)端和被動(dòng)端結(jié)構(gòu)以及橡膠結(jié)構(gòu)固有頻率被激勵(lì)，將導(dǎo)致傳遞力增大，而且對(duì)于主動(dòng)端和被動(dòng)端來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)越軟，傳遞力越大，力出現(xiàn)的峰值頻率也越低。

圖6力傳遞性能分析

由圖6可知，一旦動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)固有頻率升高，力傳遞在整個(gè)頻率范圍內(nèi)基本上都呈增大趨勢(shì)，這點(diǎn)對(duì)低頻性能來(lái)說(shuō)更為重要。

總之，從優(yōu)化力傳遞性能上，仍然要求較高的主動(dòng)端和被動(dòng)端結(jié)構(gòu)剛度，以及較低的懸置剛度。

四、主被動(dòng)側(cè)隔振率計(jì)算

通過(guò)在主動(dòng)側(cè)加載單位扭矩和單位力，還可以計(jì)算單個(gè)懸置的隔振，并通過(guò)調(diào)整懸置橡膠材料的硬度來(lái)改變懸置剛度，來(lái)分析懸置剛度對(duì)隔振率的影響，施加的扭矩和力見(jiàn)圖7。

圖7怠速激振力和激振力矩

通過(guò)提取主被動(dòng)端的振動(dòng)加速度，然后進(jìn)行時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換后，可以計(jì)算得到某一關(guān)注頻率處的隔振率，見(jiàn)圖8-圖10。

圖8 主被動(dòng)端振動(dòng)加速度提取

圖9時(shí)域到頻域傅里葉變換

圖10 隔振率計(jì)算

可能是由于車(chē)身側(cè)支架是直接約束六個(gè)自由度，分析并沒(méi)有考慮傳動(dòng)軸-輪轂-懸架傳遞路徑對(duì)車(chē)身振動(dòng)的影響，以及三個(gè)懸置振動(dòng)分別作用在車(chē)身上后相互干擾的影響，也沒(méi)有考慮車(chē)身剛度的影響，因此總的來(lái)說(shuō)，分析得到的隔振量將比實(shí)際結(jié)果大，達(dá)到了60dB,但該仿真分析方法了解懸置自身的隔振性能還是具有意義的。

包括車(chē)架以及蓄電池支架以及整個(gè)動(dòng)力總成重量以及慣量參數(shù)的模型也可以在ABAQUS中建立，考慮這些因素后計(jì)算得到的主被動(dòng)端振動(dòng)加速度已經(jīng)接近實(shí)際測(cè)試結(jié)果，更有參考價(jià)值。

圖12 包含動(dòng)力總成及車(chē)體的懸置隔振分析模型

審核編輯：劉清