丁聞?dòng)睿瑮铎o

基于Nastran的某輕卡加速異響問(wèn)題優(yōu)化研究

丁聞?dòng)睿瑮铎o

（江鈴汽車(chē)股份有限公司 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心，江西 南昌 330001）

為解決某輕卡加速轟鳴問(wèn)題，文章基于Nastran有限元法，對(duì)車(chē)架第二橫梁及優(yōu)化方案進(jìn)行了模態(tài)分析，并通過(guò)NVH振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)，有效解決了該車(chē)型加速異響轟鳴問(wèn)題，滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

輕卡；加速異響；性能優(yōu)化

1 引言

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇快速發(fā)展，商用車(chē)銷(xiāo)量得到迅猛增長(zhǎng)，由于其經(jīng)濟(jì)性和便利性，已經(jīng)成為運(yùn)輸貨物的必然選擇[1]。車(chē)架是底盤(pán)、動(dòng)力系統(tǒng)和車(chē)身系統(tǒng)各總成件的安裝基體，其強(qiáng)度和NVH性能對(duì)整車(chē)性能有著直接決定性影響。

本文針對(duì)某輕卡車(chē)型，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000-1100RPM，1300-1400RPM時(shí)，出現(xiàn)轟鳴聲，故需排查其問(wèn)題來(lái)源及分析傳遞路徑，對(duì)車(chē)架第二橫梁及優(yōu)化方案進(jìn)行了模態(tài)分析，并通過(guò)NVH振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)，有效解決了該車(chē)型加速異響轟鳴問(wèn)題，滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

2 車(chē)架局部模態(tài)分析

2.1 模態(tài)分析理論

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)固有模態(tài)頻率及振型是分析結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性基礎(chǔ)，通過(guò)模態(tài)分析可確定結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性[2]。

車(chē)架的振動(dòng)方程為[3]：

2.2 車(chē)架第二橫梁局部系統(tǒng)優(yōu)化方案

本文對(duì)某輕卡車(chē)型車(chē)架第二橫梁局部系統(tǒng)進(jìn)行了建模，車(chē)架縱梁和橫梁材料為B510L，其彈性模量為210GPa，泊松比為0.3，屈服強(qiáng)度為355MPa。支架為鈑金件，采用單元類(lèi)型為QUAD4 及少量板殼單元來(lái)劃分，本文研究了兩個(gè)優(yōu)化方案，Opt1方案為中間橫梁添加加強(qiáng)筋，Opt2方案為基于Opt1方案基礎(chǔ)上再增千斤頂，如圖1。

圖1 車(chē)架第二橫梁局部系統(tǒng)優(yōu)化方案

2.3 模態(tài)分析結(jié)果

通過(guò)對(duì)某輕卡車(chē)架局部系統(tǒng)方案和優(yōu)化方案進(jìn)行約束模態(tài)分析，計(jì)算出其一階固有頻率及模態(tài)振型，獲取其振動(dòng)特性，圖2是其一階固有頻率及其陣型。

某輕卡的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的激勵(lì)頻率為26.7Hz，基礎(chǔ)方案一階頻率為178.6Hz，Opt1方案一階頻率是183.8Hz，而Opt2方案一階頻率為71Hz，改善效果顯著。

3 NVH振動(dòng)測(cè)試分析

本文采用LMS測(cè)試設(shè)備，對(duì)某輕卡加速異響問(wèn)題進(jìn)行排查，對(duì)基礎(chǔ)方案及優(yōu)化方案進(jìn)行振動(dòng)對(duì)比測(cè)試，圖3為不同方案三檔車(chē)內(nèi)噪聲對(duì)比結(jié)果，可以得出，Opt1方案對(duì)于噪聲有一定改善，Opt2方案基本無(wú)法聽(tīng)到加速異響噪聲，改善效果顯著。

圖3 不同方案三檔車(chē)內(nèi)噪聲對(duì)比結(jié)果

本文同時(shí)也對(duì)三個(gè)方案四檔車(chē)內(nèi)噪聲進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試分析，如圖4所示，Opt1方案，傳動(dòng)軸橫梁加強(qiáng)筋，對(duì)于四檔車(chē)內(nèi)噪聲改善較小，Opt2方案車(chē)內(nèi)噪聲下降顯著。

圖4 不同方案四檔車(chē)內(nèi)噪聲對(duì)比結(jié)果

圖5為某輕卡三檔、四檔狀態(tài)下，中間橫梁上端振動(dòng)測(cè)試對(duì)比圖，由測(cè)試數(shù)據(jù)可知，Opt2方案振動(dòng)幅值較基礎(chǔ)方案下降了一倍，改善效果顯著。

圖5 中間橫梁上端振動(dòng)對(duì)比結(jié)果

4 結(jié)論

綜上所述，本文針對(duì)某輕卡車(chē)型，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000- 1100RPM，1300-1400RPM時(shí)，出現(xiàn)轟鳴聲，故需排查其問(wèn)題來(lái)源及分析傳遞路徑，對(duì)車(chē)架第二橫梁及優(yōu)化方案進(jìn)行了模態(tài)分析，通過(guò)NVH振動(dòng)測(cè)試，Opt2方案有效解決了該車(chē)型加速異響轟鳴問(wèn)題，滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

[1] 周冬龍.基于虛擬迭代的某輕卡后橋疲勞分析研究[D].山西:中北大學(xué),2019.

[2] 黃超群,來(lái)飛,胡玉梅. 重型貨車(chē)車(chē)架縱梁靜東強(qiáng)度分析[J].煤礦機(jī)械,2010,38(4):152-157.

[3] 王銳,蘇小平.汽車(chē)副車(chē)架強(qiáng)度模態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2014,35(4):46-58.

Optimization of Resonance Problem of ECU Bracket of Light Truck Based on Nastran

Ding Wenyu, Yang Jing

( Product Development & Technical Center, Jiangling Motors Co, Ltd, Jiangxi Nanchang 330001 )

In order to solve the problem of acceleration and roar of a light truck, based on the Nastran finite element method, the modal analysis of the second cross beam and optimization scheme of the frame is carried out, and the NVH vibration test is carried out, which effectively solves the problem of abnormal noise and noise of the vehicle, and meets the design requirements.

Light truck; Acceleration noise; Performance optimization

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.024

U467.4+93

A

1671-7988(2021)02-76-02

U467.4+93

A

1671-7988(2021)02-76-02

丁聞?dòng)?，就職于江鈴汽?chē)股份有限公司產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)中心。