工作变形分析结合模态分析解决动力总成弯曲振动问题.docVIP

工作变形分析结合模态分析解决动力总成弯曲 振动问题 陈晓梅 刘英杰 潘殿龙 史继霞 一汽技术中心 汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室 摘要: 某乘用车搭载四缸汽油机匹配AT变速箱的动力总成，台架模态试验结果表明其弹性体模态-弯曲频率较低，装车后在底盘测功机上进行ODS试验，测出5700r/min附近弯曲变形。设计更改后，台架模态试验表明一弯频率提高27Hz，整车ODS试验结果在最高转速范围内未出现弯曲变形。 关键词: 工作变形分析；模态分析；动力总成；试验 Operation Deflection Shape and Modal Analysis for Powertrain Bending Resonance Chenxiaomei liuyingjie Pandianlong CHINA FAW Co.,Ltd RD CENTER State Key Laboratory of Comprehensive Technology on Automobile Vibration and Noise Safety Control [Abstract]：The powertrain of a car matchs four-cylinders gasoline engine and AT gearbox.，the first bending modal frequency is low from experience by the modal test.,. The ODS test has been done on the Chassis Dynamometers,the bending deflection appears about 5700r/min for the powertrain.The first bending mode increase 27Hz than the original data by the design change .and there is no bending deflection in the maximal rotate speed by the new ODS test. . Key words：Operation Deflection Shape Modal Analysis Powertrain Test 1 前言 无论是乘用车还是商用车，都可能会出现飞轮壳体断裂的问题，去除其生产加工质量不合格影响，究其根本原因主要在于由发动机、离合器、变速箱几部分构成的动力总成结构本身连接刚度不够，导致动力总成本身固有频率偏低，在车辆运行过程中发动机产生的激励激发出动力总成的共振。 避免产生飞轮壳断裂，在匹配动力总成之初就要确定适当的动力总成连接刚度，使动力总成的弹性体模态频率高于发动机激励频率，以确保车型不会出现此类问题，这是我们NVH部门的重要工作之一。 某款乘用车，搭载四缸汽油机匹配AT变速箱的动力总成，其中发动机实际最高转速5845r/min。按开发流程，将即将装车的一台动力总成在台架上进行了模态试验分析，测出其一阶弯曲模态频率206.89Hz。根据经验，一般动力总成装车后弯曲频率要下降10Hz以上，这就可能落在发动机激励频率范围内，因此在该动力总成装车后进行了动力总成ODS试验，确定5700r/min附近弯曲变形，模态试验获知整车上动力总成一阶弯曲模态频率为191.91Hz。设计采纳更改建议更改后，试验证明经过连接刚度提高，提高了动力总成弯曲频率，避免了产生飞轮壳断裂等一系列问题，下面进行详细论述。 2 试验模态分析与工作变形分析（ODS-Operating Deflection Shapes）方法比较 试验模态分析是通过测试结构的输入和输出响应，获得结构的频响函数，进而利用估算方法，识别结构的模态参数，因此结构的频响函数测量必须在严格的规定和控制状态下进行，要求结构系统的所有输入和输出信号都被测量出来，且没有其它未知的力作用于系统。 工作变形分析，是指实际工作状态下的试件振动形式，它显示结构在工作过程中的变形；工作变形是指结构在某一特定频率、特定转速下的变形，所以也可以概括的定义为结构的受迫振动。不同的转速对ODS的结果可能会有一定的影响。 模态分析和工作变形之间的区别： 1） 模态描述结构的共振，而一个工作变形仅仅描述了在某个特定频率或时间下的受迫响应。 2）模态是共振结构的固有特性，工作变形可以定义到任何结构，共振或非共振结构均可。 3）模态不会随着结构载荷的改变而改变,只能应用于线性系统。但工作变形随着结构载荷的改变而改变，可应用于非线性的、非静态系统的振动工作变形是任意的，取决于作用在结构上的载荷。模