在開發(fā)工程車和乘用車時(shí)，為了整車的駕乘舒適性和減少動力系統(tǒng)振動向整車傳遞現(xiàn)象的發(fā)生,，必須計(jì)算動力總成懸置系統(tǒng)的模態(tài)及解耦,，以期達(dá)到良好的隔振效果和整車舒適性。動力總成懸置系統(tǒng)主要有兩個(gè)作用：

·  一是固定和支撐動力總成,，限制動力總成在各種工況下的位移量,，防止與其它部件碰撞；

·  二是隔振作用,，將動力總成的振動盡可能少的傳遞到車身,。懸置系統(tǒng)隔振性能的核心就是解決剛體模態(tài)的頻率分配和振動耦合問題，簡言之就是關(guān)注動力總成的剛體模態(tài)和解耦率,；

·  三是作為動力吸振器,，吸收來自路面的振動激勵。

MSC Nastran是汽車行業(yè)有限元分析的標(biāo)準(zhǔn)工具,。長安汽車,、東風(fēng)神龍、吉利汽車等汽車行業(yè)頂級廠商都在應(yīng)用MSC Nastran作為主要整車NVH仿真工具，利用Nastran可以完成模態(tài)解耦,、非線性剛度校核,、28工況等標(biāo)準(zhǔn)懸置系統(tǒng)開發(fā)。同時(shí),，基于f06,、pch或者HD5格式文件，可以完成分析流程自動化數(shù)據(jù)處理,，仿真結(jié)果提取,、報(bào)告自動生成等工作。本章集中在利用Nastran完成模態(tài)解耦分析,。

Part.1

1,、建立發(fā)動機(jī)質(zhì)心點(diǎn)位置，懸置點(diǎn)位置需要將懸置靠近發(fā)動機(jī)位置的模擬點(diǎn)與質(zhì)心點(diǎn)使用rbe2相連,，并在質(zhì)心點(diǎn)位置建立conm2質(zhì)量單元,，該質(zhì)量單元賦值發(fā)動機(jī)的質(zhì)量屬性;

2、懸置點(diǎn)位置需要建立兩個(gè)重合的點(diǎn),，用來模擬懸置的主動側(cè)和被動側(cè),，并用三向的bush單元來連接這同一位置的兩個(gè)點(diǎn)。設(shè)置bush的三向剛度K,，以及使用GE設(shè)置其阻尼.為方便建模,，可以將重合的懸置點(diǎn)先移動一定距離，bush建立好后,，將另一側(cè)再移回原位置,。Nastran廣義彈簧單元，支持定義屬性,，模態(tài)分析,，只需輸入剛度信息：

3、PLOTEL,為顯示和示意需要,，建立PLOTEL單元,，表示動力系統(tǒng)完整外形。

圖：Patran中動力系統(tǒng)模型

MSC計(jì)算工況定義與結(jié)果輸出要求,，其他GPKE為節(jié)點(diǎn)動能輸出,，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)定義：

備注：支持PRINT、PUNCH格式輸出,；

支持SOL 103模態(tài)計(jì)算,。

動力懸置系統(tǒng)輸出中，需要定義SET,，輸出質(zhì)心點(diǎn)節(jié)點(diǎn)模態(tài)動能,。

上圖示例,，完成計(jì)算后，可以在f06,、PCH或H5文件中,，查看節(jié)點(diǎn)動能，在6個(gè)方向分解量,。

圖：MSC.Nastran .f06

圖：MSC.Nastran .pch

圖：MSC.Nastran .h5

基于上述文件整理后,，校驗(yàn)?zāi)B(tài)動能各個(gè)方向上分量見下表。

表：基于計(jì)算結(jié)果整理,，模態(tài)動能分布

6階模態(tài)在X方向上，模態(tài)動能分析如下圖,，由圖中可知,，X方向?yàn)?.19Hz主振動。

5.19Hz振動振型動能在6個(gè)方向上分布柱狀圖,，由下圖可知,，該模態(tài)頻率為X方向振動。

Part.2

目前,，在車輛開發(fā)過程中,，有基于Matlab或其他自編寫程序，進(jìn)行懸置系統(tǒng)解耦等方面工作,，針對動力懸置系統(tǒng)開發(fā),，基于MSC Nastran 進(jìn)行懸置系統(tǒng)開發(fā)由以下優(yōu)勢：

·  企業(yè)NVH開發(fā)中，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算程序,，有50多年工程應(yīng)用歷史,，各大OEM均有Nastran程序，其他軟件投資少,；

·  MSC Nastran 功能完善,，可以基于同一模型支持；

·  懸置系統(tǒng)解耦率計(jì)算,；

·  隔振率分析,，支持線性彈簧或頻變特性彈簧特性分析；

·  極限位置分析,，支持非線性彈簧分析,，基于試驗(yàn)測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用,，動力系統(tǒng)工作狀態(tài),；

·  懸置橡膠部件詳細(xì)設(shè)計(jì)，考慮材料超彈性分析,，支持彈性元件自接觸等非線性分析,；

·  懸置系統(tǒng)與整車系統(tǒng)傳遞分析,；

·  基于python語言數(shù)據(jù)分析與自動化報(bào)告生成等。

為了推進(jìn)NASTRAN軟件深入應(yīng)用,，后期會講解和演示隔振率,、極限位置非線性分析等相關(guān)內(nèi)容。