【正文】 火頻率，計(jì)算公式為： （21）式中：為點(diǎn)火干擾頻率，Hz； 為發(fā)動(dòng)機(jī)沖程數(shù)（2或4）； 為發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)； 為曲軸轉(zhuǎn)速。 總之，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成產(chǎn)生振動(dòng)的主要振源概括起來(lái)有兩類：一為內(nèi)振源，主要時(shí)由于燃燒脈動(dòng)、活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的不平衡力和力矩；二為外振源，主要是來(lái)源于不平的道路或傳動(dòng)系。 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的激振力 作用于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的激振源主要如下[22] [23]：1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及熄火停轉(zhuǎn)時(shí)的搖動(dòng)；2）怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的抖動(dòng)；3）發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)；4）路面沖擊所引起的車體振動(dòng)；5）大轉(zhuǎn)矩時(shí)的搖動(dòng)；6）汽車起步或者變速時(shí)轉(zhuǎn)矩變換所引起的沖擊；7）過(guò)大錯(cuò)位所引起的干涉和破損。另外，汽車會(huì)受到路面的振動(dòng)與沖擊，如果懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的振動(dòng)幅值會(huì)很大，甚至?xí)c周圍的結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉，損壞汽車的零部件，大大縮短汽車的使用壽命。因此，本文的主要研究?jī)?nèi)容是給出懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)流程和輔助開發(fā)工具。計(jì)算實(shí)例說(shuō)明，選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置參數(shù)可以有效的降低汽車振動(dòng)，改善汽車乘坐舒適性[20]。1996年，溫任林，顏景平以整車系統(tǒng)為背景，提出了降低汽車駕駛室振動(dòng)相對(duì)能量和發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)各階振型解耦的多目標(biāo)優(yōu)化方法，并根據(jù)該方法建立了優(yōu)化數(shù)學(xué)模型[18]。應(yīng)用該方法對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)沿垂向和繞曲軸方向的振型解耦，達(dá)到控制整車振動(dòng)的目的[15]。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀八十年代，清華大學(xué)的徐石安等人開始發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化計(jì)算，他們經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為，相比振動(dòng)解耦和合理分配固有頻率而言，降低振動(dòng)傳遞率是最重要的，提出了以懸置點(diǎn)處反作用力幅值最小為目標(biāo)函數(shù)，適當(dāng)控制系統(tǒng)固有頻率的方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得較好的結(jié)果[12]。1993年，John Brett提出了一種和傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論不同的方法－最小響應(yīng)設(shè)計(jì)方法。1984年，Geck R .，這就要求系統(tǒng)的側(cè)傾固有頻率要低，以減小發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡扭矩引起的振動(dòng)。1979年，Johnson用數(shù)學(xué)優(yōu)化的手段進(jìn)行懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 國(guó)外研究現(xiàn)狀本世紀(jì)五十年代，Anon horizon 和Horvitz 提出六自由度解耦理論和解耦的計(jì)算方法。目前國(guó)內(nèi)外主要通過(guò)兩種途徑來(lái)改善發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的性能[5]：1）合理設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置，使懸置自身的動(dòng)態(tài)性能接近最佳狀態(tài)。耦合振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力總成的共振頻率范圍擴(kuò)大，這時(shí)要達(dá)到較好的隔振效果就需要使用較軟的懸置。理想的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)應(yīng)滿足多方面的要求[2]：1）支承作用：懸置系統(tǒng)必須能承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的質(zhì)量，使其不至于產(chǎn)生過(guò)大的靜位移。懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括[3]：1）發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)心位置和方向；2）每個(gè)懸置元件的位置和方向；3）每個(gè)懸置元件的剛度系數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成（發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱）以及三到四個(gè)懸置元件，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成通過(guò)懸置元件與車架或車身相連。與此同時(shí)，由于以下三點(diǎn)因素[1]：1）政府法規(guī)對(duì)通過(guò)噪聲的要求越來(lái)越嚴(yán)格；2）大多數(shù)顧客在購(gòu)買汽車時(shí)非常在意汽車的振動(dòng)與噪聲性能，汽車的振動(dòng)與噪聲性能與顧客對(duì)汽車總體印象和評(píng)價(jià)直接相關(guān)；3）汽車的舒適性能如振動(dòng)和噪聲性能常常成為區(qū)分汽車品牌好壞的重要原因之一。三年時(shí)間在人生旅程中只是短暫的一段，但在這里所學(xué)到的一切將讓我受用終身，再次感謝所有幫助和關(guān)心過(guò)我的人們！作者：李令兵 2007年4月目 錄第一章 緒論 1 課題的來(lái)源與研究意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3 主要研究?jī)?nèi)容 4第二章 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ) 6 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的激振力 6 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立 7 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成動(dòng)力學(xué)模型 8 懸置元件的動(dòng)力學(xué)模型 8 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立 10 懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程及其分析 10 隔振理論分析 12 隔離發(fā)動(dòng)機(jī)的激振力 13 隔離來(lái)自路面的振動(dòng) 14 傳遞率分析 14 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)解耦理論 15 彈性中心法 16 剛度矩陣解耦法 16 能量法解耦 17 本章小結(jié) 17第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 18 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成參數(shù)的測(cè)量 18 懸置點(diǎn)布置方法 19 懸置點(diǎn)數(shù) 19 懸置布置形式 21 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的配置特點(diǎn) 23 懸置元件的介紹 25 橡膠懸置元件 25 液壓懸置元件 26 懸置支架的設(shè)計(jì) 29 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的評(píng)價(jià) 29 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化 30 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 31 本章小結(jié) 33第四章 在ADAMS中發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析與優(yōu)化 34 懸置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立 34 參數(shù)化建模介紹 34 模型的簡(jiǎn)化 35 模型的建立 35 懸置系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià) 37 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的參數(shù)化分析 42 ADAMS參數(shù)化分析原理 42 建立設(shè)計(jì)變量 43 創(chuàng)建設(shè)計(jì)目標(biāo) 44 產(chǎn)生仿真分析腳本 44 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 44 靈敏度分析 47 優(yōu)化設(shè)計(jì) 48 本章小結(jié) 49第五章 對(duì)ADAMS進(jìn)行初步二次開發(fā) 50 定制用戶界面 50 創(chuàng)建宏命令 53 二次開發(fā)成果 53 本章小結(jié) 57第六章 總結(jié)與展望 58 全文總結(jié) 58 展望 59參考文獻(xiàn) 60攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文 63插 圖 清 單圖21 橡膠懸置的三維力學(xué)模型 8圖22 橡膠懸置的一維力學(xué)模型 9圖23 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)一般動(dòng)力學(xué)模型 10圖24發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)隔離發(fā)動(dòng)機(jī)激振力原理簡(jiǎn)圖 13圖25 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)隔離路面振動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 14圖26 不同阻尼比情況下的傳遞率曲線圖 15圖31 三點(diǎn)支承懸置系統(tǒng) 20圖32 四點(diǎn)支承懸置系統(tǒng) 20圖33 平置式懸置系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 21圖34 斜置式懸置系統(tǒng)示意圖 21圖35 會(huì)聚式懸置系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 23圖36 理想懸置元件的剛度（阻尼）曲線 25圖37 橡膠懸置元件 25圖38 橡膠懸置元件的基本結(jié)構(gòu) 26圖39 液壓懸置元件 26圖310 簡(jiǎn)單液壓懸置原理簡(jiǎn)圖 27圖311 慣性通道式液壓懸置原理簡(jiǎn)圖 27圖312 非耦合液壓懸置元件與橡膠懸置元件阻尼和剛度的比較圖 28圖313 耦合懸置元件與非耦合懸置元件的剛度曲線比較圖 28圖314 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 32圖41 線性彈簧阻尼器力學(xué)模型 36圖42 ADAMS中發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)剛體模型 37圖43 懸置系統(tǒng)一階振型 38圖44 懸置系統(tǒng)二階振型 39圖45 懸置系統(tǒng)三階振型 39圖46 懸置系統(tǒng)四階振型 40圖47 懸置系統(tǒng)五階振型 40圖48 懸置系統(tǒng)六階振型 41圖49 懸置系統(tǒng)一階模態(tài)頻率靈敏度方框圖 47圖410 懸置系統(tǒng)二階模態(tài)頻率靈敏度方框圖 47圖411 懸置系統(tǒng)三階模態(tài)頻率靈敏度方框圖 48圖412 優(yōu)化分析界面 48圖51 自定義菜單 52圖52 參數(shù)輸入對(duì)話框 52圖53 基于ADAMS二次開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置分析優(yōu)化系統(tǒng)使用流程 54圖54 程序介紹 54圖55 參數(shù)輸入界面 55圖56 對(duì)懸置系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析界面 55圖57 對(duì)模態(tài)頻率、能量分布結(jié)果進(jìn)行分析界面 56圖58 試驗(yàn)設(shè)計(jì)后按腳本運(yùn)行仿真界面 56圖59 優(yōu)化分析界面 57表 格 清 單表41 參數(shù)化點(diǎn)坐標(biāo) 36表42 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及慣性積 36表43 懸置元件靜剛度 37表44懸置元件位置 37表45 懸置系統(tǒng)六個(gè)模態(tài)的固有頻率 38表46發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)六個(gè)模態(tài)中各個(gè)自由度的能量分布百分比 41表47 響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果 46表48 優(yōu)化后的懸置剛度 49表49 優(yōu)化后系統(tǒng)的模態(tài)頻率及該頻率下的能量分布百分比 49第一章 緒論 課題的來(lái)源與研究意義汽車NVH包括Noise（噪聲）、Vibration（振動(dòng)）和Harshness（聲振粗糙度或不平順性）三項(xiàng)內(nèi)容。陳老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的學(xué)術(shù)思想、以及積極進(jìn)取的科研精神是我終生學(xué)習(xí)的楷模。首先，感謝我尊敬的導(dǎo)師陳心昭教授。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到滿足優(yōu)化目標(biāo)的設(shè)計(jì)變量較優(yōu)解。通過(guò)在ADAMS中建立某款發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的參數(shù)化模型，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，得到了模態(tài)頻率和各階振動(dòng)能量分布。本文通過(guò)閱讀總結(jié)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的理論基礎(chǔ)和發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。通過(guò)靈敏度分析得到對(duì)關(guān)鍵響應(yīng)影響最大的設(shè)計(jì)變量。關(guān)鍵詞：懸置系統(tǒng) 設(shè)計(jì)流程 多剛體動(dòng)力學(xué)仿真 能量法解耦 優(yōu)化設(shè)計(jì)The Design Process of Engine Mounting System and The Mounting System’s Analysis and OptimizationAbstract Engine assembly is one of the main automobile vibration and noise sources. Proper design of the Engine Mounting System can improve the riding fort and decrease the interior noise. Firstly, this paper introduces the theory foundation which be useful in the design of Engine Mounting System. Secondly, the author introduces the problems which should be noticed in the Engine Mounting System design. Thirdly, this paper presents the design process of Engine Mounting system. Fourthly, the author built a parametric 6DOF rigid model for one specific Engine Mounting System in ADAMS. Then he got the modal frequency and the energy distribution of all six order modals. He evaluated the Engine Mounting System’s dynamic performance through its modal frequencies distribution and the vibration decoupling level. He made the Design of Experiment (DOE) in ADAMS/Insight and got the response surface. He made the Sensitivity Analysis and Optimization on the basis of the response surface. Through the Sensitivity Analysis He got the key design variables of the design objectives. Through the Optimization He got the design variables in accord with the design objectives. In the end, the author customizes ADAMS/View. He creates his own set of menus and dialog boxes. Then he automates the work to build, analyze and optimize the Engine Mounting System by using macros. So other engineers can utilize the customized result to analyze and optimize the four point Engine Mounting system quickly and conveniently.Key words: mounting system, design process, multirigid dynamic simulation, energy decoupling, optimization致 謝光陰似箭，轉(zhuǎn)眼間我的碩士學(xué)習(xí)階段即將過(guò)去，在過(guò)去三年的日子里，無(wú)論在學(xué)習(xí)、科研、還是生活方面都得到了許多老師、同學(xué)和朋友的鼎力相助，這些我將永遠(yuǎn)銘記于心。三年來(lái)無(wú)論是在生活上還是在學(xué)習(xí)上都給了我很大的支持和鼓勵(lì)。最后，感謝我的父母和家人，所有的一切都離不開他們的支持和信任，正是有了他們的理解和付出，我的學(xué)業(yè)才得以順利完成。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高，噪聲與振動(dòng)也隨之增加。發(fā)動(dòng)機(jī)通常是與變速箱連在一起組成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成，因此隔振減振不僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題，而且是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的問(wèn)題[2]。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的性能不僅僅依靠單個(gè)懸置元件的性能，而且和整個(gè)系統(tǒng)有關(guān)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀車速的提高和汽車的輕量化，使得發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)引起的各種問(wèn)題日益突出，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究受到越來(lái)越多的重視。 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的剛體振動(dòng)在六個(gè)自由度