某車型的散熱器安裝點(diǎn)動剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

黃麗娟

[摘? ? ? ? ? ?要]? 通過對某車型高速運(yùn)行中的散熱器安裝點(diǎn)動剛度不足的原因進(jìn)行分析，基于有限元分析技術(shù)建立分析模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果優(yōu)化散熱器安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)，最后對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。優(yōu)化設(shè)計(jì)能有效提高散熱器安裝點(diǎn)的動剛度，具有一定的指導(dǎo)意義。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 優(yōu)化分析;NVH;動剛度

[中圖分類號]? U463.82? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2019）20-0080-02

一、引言

隨著近年來生活水平的日益提高，汽車作為日常出行工具已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，消費(fèi)者對汽車的舒適性要求也越來越高，噪音水平如何也隨之成為不亞于機(jī)械性能、安全性能的考量因素。NVH（Noise——噪聲）、Vibration（振動）和Harshness（粗糙感）側(cè)重于人體上不需要的聲音，它的存在帶來了汽車整體品質(zhì)的下降。提高汽車NVH性能有很多方向，但對車身來說很重要的一個(gè)就是動剛度。

本文基于某車型為了解決散熱器安裝點(diǎn)動剛度不足，試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的振動過大問題，采用CAE輔助分析手段，對其安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果能有效提高安裝點(diǎn)的動剛度，改進(jìn)方案成功通過了試驗(yàn)驗(yàn)證。通過這一實(shí)例，總結(jié)了散熱器安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，為今后進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一些借鑒和參考。

二、背景

某車型散熱器安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括下彎梁連接板、下彎梁、前縱梁等，散熱器安裝于下彎梁上，通過膠套卡主鈑金固定（如圖1所示）。

（一）動剛度說明及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

動剛度是指在特定的動態(tài)激勵(lì)下抵抗變形的能力。

X/F=1/（k-mω2）

其中：X-振幅，F(xiàn)-力，K-靜剛度，m-質(zhì)量，w-激勵(lì)頻率。

動剛度標(biāo)示方法為引起單位振幅所需要的動態(tài)力，單位N/mm，數(shù)值越大越好。

本文中散熱器安裝點(diǎn)定義的目標(biāo)值評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：Z≥600N/mm。（考慮散熱器振動方向主要為Z向，著重評估Z向動剛度）

（二）分析結(jié)果

按照設(shè)定參數(shù)分析結(jié)果，散熱器安裝點(diǎn)的Z向最小動剛度約為345（左右），在50～200HZ范圍內(nèi)均小于600，不滿足評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)要求。（如圖2所示）

三、原因分析

該車型的安裝結(jié)構(gòu)中，下彎梁采用材料B280VK，厚度為1.2 mm;下彎梁連接板采用材料B280VK，厚度為1.5 mm。下彎梁收到散熱器Z向應(yīng)力時(shí)，局部剛度不足，考慮進(jìn)行加強(qiáng)。另外，下彎梁與前縱梁的連接板為單板結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度也存在不足，考慮進(jìn)行加強(qiáng)。

四、方案的制定

為解決以上問題，對下彎梁安裝點(diǎn)及連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，方案如下：

方案一：在散熱器安裝點(diǎn)處增加散熱器加強(qiáng)板，加強(qiáng)局部強(qiáng)度，加強(qiáng)板材質(zhì)規(guī)格使用B280VK-FB-D，t=1.0 mm。（如圖3所示）

方案二：在方案一的基礎(chǔ)上增加下彎梁連接板加強(qiáng)板，材質(zhì)規(guī)格為B280VK-FB-D，t=1.2 mm。（如圖4所示）

五、方案確定

通過運(yùn)用CAE軟件進(jìn)行再仿真分析，分析結(jié)果如表1、表2所示。

由上表可知，方案一、方案二均在整體上結(jié)果有了明顯的提升，方案一在80/100/125等3個(gè)分析點(diǎn)小于600，其中125HZ僅為389，方案二基本滿足性能要求，125HZ處為519也與要求標(biāo)準(zhǔn)相近。本著性能優(yōu)先的原則，最終選擇方案二實(shí)施。

六、結(jié)論

此次對汽車散熱器安裝點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析，并基于分析結(jié)果找出了初版結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，對不滿足目標(biāo)項(xiàng)的結(jié)構(gòu)提出了相關(guān)的更改意見，最終得到了滿足性能要求的新結(jié)構(gòu)。使NVH性能提升在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)參與進(jìn)來，能夠給客戶提供品質(zhì)更高的產(chǎn)品并對以后解決實(shí)際工程中的NVH問題具有一定的指導(dǎo)意義。

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