基于Nastran的某輕卡加速異響問題優化研究

丁聞宇，楊靜

基于Nastran的某輕卡加速異響問題優化研究

丁聞宇，楊靜

（江鈴汽車股份有限公司 產品開發技術中心，江西 南昌 330001）

為解決某輕卡加速轟鳴問題，文章基于Nastran有限元法，對車架第二橫梁及優化方案進行了模態分析，并通過NVH振動測試試驗，有效解決了該車型加速異響轟鳴問題，滿足設計目標要求。

輕卡；加速異響；性能優化

1 引言

隨著國家經濟復蘇快速發展，商用車銷量得到迅猛增長，由于其經濟性和便利性，已經成為運輸貨物的必然選擇[1]。車架是底盤、動力系統和車身系統各總成件的安裝基體，其強度和NVH性能對整車性能有著直接決定性影響。

本文針對某輕卡車型，在發動機轉速1000-1100RPM，1300-1400RPM時，出現轟鳴聲，故需排查其問題來源及分析傳遞路徑，對車架第二橫梁及優化方案進行了模態分析，并通過NVH振動測試試驗，有效解決了該車型加速異響轟鳴問題，滿足設計目標要求。

2 車架局部模態分析

2.1 模態分析理論

結構系統固有模態頻率及振型是分析結構振動特性基礎，通過模態分析可確定結構的振動特性[2]。

車架的振動方程為[3]：

2.2 車架第二橫梁局部系統優化方案

本文對某輕卡車型車架第二橫梁局部系統進行了建模，車架縱梁和橫梁材料為B510L，其彈性模量為210GPa，泊松比為0.3，屈服強度為355MPa。支架為鈑金件，采用單元類型為QUAD4 及少量板殼單元來劃分，本文研究了兩個優化方案，Opt1方案為中間橫梁添加加強筋，Opt2方案為基于Opt1方案基礎上再增千斤頂，如圖1。

圖1 車架第二橫梁局部系統優化方案

2.3 模態分析結果

通過對某輕卡車架局部系統方案和優化方案進行約束模態分析，計算出其一階固有頻率及模態振型，獲取其振動特性，圖2是其一階固有頻率及其陣型。

某輕卡的發動機怠速的激勵頻率為26.7Hz，基礎方案一階頻率為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振動測試分析

本文采用LMS測試設備，對某輕卡加速異響問題進行排查，對基礎方案及優化方案進行振動對比測試，圖3為不同方案三檔車內噪聲對比結果，可以得出，Opt1方案對于噪聲有一定改善，Opt2方案基本無法聽到加速異響噪聲，改善效果顯著。

圖3 不同方案三檔車內噪聲對比結果

本文同時也對三個方案四檔車內噪聲進行了對比測試分析，如圖4所示，Opt1方案，傳動軸橫梁加強筋，對于四檔車內噪聲改善較小，Opt2方案車內噪聲下降顯著。

圖4 不同方案四檔車內噪聲對比結果

圖5為某輕卡三檔、四檔狀態下，中間橫梁上端振動測試對比圖，由測試數據可知，Opt2方案振動幅值較基礎方案下降了一倍，改善效果顯著。

圖5 中間橫梁上端振動對比結果

4 結論

綜上所述，本文針對某輕卡車型，在發動機轉速1000- 1100RPM，1300-1400RPM時，出現轟鳴聲，故需排查其問題來源及分析傳遞路徑，對車架第二橫梁及優化方案進行了模態分析，通過NVH振動測試，Opt2方案有效解決了該車型加速異響轟鳴問題，滿足設計目標要求。

[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,2019.

[2] 黃超群,來飛,胡玉梅. 重型貨車車架縱梁靜東強度分析[J].煤礦機械,2010,38(4):152-157.

[3] 王銳,蘇小平.汽車副車架強度模態分析及結構優化[J].機械設計與制造,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

丁聞宇，就職于江鈴汽車股份有限公司產品開發技術中心。