综合考虑解耦率和隔振率的发动机悬置系统多目标优化

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1、综合考虑解耦率和隔振率的发动机悬置系统多目标优化/中国技师网[摘要]发动机悬置的解耦率和隔振率是汽车动力总成设计的两个主要性能指标：通过iSIGHT软件集成Matl。b与ADAMS，建立综合考虑解耦率和隔振率的数学模型，利用非支配解排序遗传算法对悬置系统的性能参数进行多目标优化。实车测试结果验证了该方法的可行性。关键词：发动机悬置系统；解耦率；隔振率；多目标优化TheMulti-objectiveOptimizationofEngineMountSystemConcurrentlyConsider

2、ingEnergyDecouplingRateandVibrationIsolationRate[Abstract]Energydecouplingrateandvibrationisolationrateofenginemountsarethetwoimportantperformanceindicatorsindesigningvehiclepowertrainassembly.ThroughintegratingMatlabandADAMSbysoftwareiSIGHT,amathmode

3、lconcurrentlyconsideringbothenergydecouplingrateandvibrationisolationrateisbuilt,andamulti-objectiveoptimizationontheperformanceparametersofmountingsystemisconductedbyusjngnon-dominatedsortinggeneticalgorithm.Theresultsofrealvehicletestverifythefeasib

4、ilityofthemethodproposed.Keywords:enginemountsystem;energydecouplingrate;vibrationisolationrate;multi-objectiveoptimization前言在汽车悬置系统的设计与开发中，解耦率与隔振率是评价衡量发动机动力悬置系统性能的重要设计指标。一方面，能量解耦率方法有着比较成熟的理论，应用广泛，主要用于悬置系统的设计初期。另一方面，隔振率指标主要用于设计后期对悬置系统的测试评价。动为总成悬置系统的解耦

5、率和隔振率两个性能指标相对独立，但有较大区别，有些学者对两者关系进行了一定的研究。但没有将两个性能同时进行综合的优化设计。本文中以实例说明，在悬置系统的初始概念设计中，综合考虑解耦率和隔振率，可以取得较好的效果。本文中同时考虑了橡胶悬置的生产工艺，不同结构形式的橡胶悬置及其各个方向的刚度值具有一定的比例关系。例如方块橡胶的各向刚度值比例表示为（k2/6.5≤kx≈ky≤kz／4），因此在本文的优化过程中，将独立变量处理成耦合变量。既保证动力总成的隔振解耦性能，也保证橡胶生产工艺性，最终真正意义完成

6、对悬置系统的优化。1能量解耦法1.1能量解耦法在一个多自由度振动系统中，耦合振动问题一直是限制悬置系统减振和隔振性能的最大障碍之一。能量解耦法是一个解决耦合问题的较好方法。由于动力总成的结构频率远远大于发动机和地面的激励频率，因此可以把动力总成看作一个刚体。能量解耦法主要是通过求解发动机悬置系统的固有频率和振型来获取悬置系统的能量分布。根据能量的分布，可以判断悬置系统各个方向的解耦程度，在发动机开发前期为发动机悬置刚度设计提供指导。能量解耦法的数学定义及其推导如下。发动机动力总成悬置系统在广义坐标

7、下的动力学方程为式中：[M]为系统质量矩阵，[K]为系统刚度矩阵，{q}为系统位移向量。求解该方程可得到系统在各频率振动时的能量分布情况。系统作：阶主振动时的动能为1.2能量解耦法的局限性能量解耦方法在实际设计中简单方便，应用广泛，能有效地解决耦合振动问题，但该方法存在自身的不足。解耦率指标由悬置的各个方向刚度的比例关系确定，任何一组相同比例的悬置刚度值对应的动力总成系统具有相同的解耦率指标，但具有不同的隔振率指标。而评价悬置系统的指标恰恰是隔振率指标。因此单纯保证系统具有较好的解耦率指标还不够，

8、须在设计前期同时考虑隔振率指标。现将所有橡胶悬置各个方向的刚度同时乘上一个系数λ(λ>0)。可得因此可得如下结论：具有相同比例关系的悬置刚度值组所对应的系统刚度矩阵的特征向量是相等的。进一步将刚度矩阵特征向量代人式(2)和式(3)计算得出的系统解耦率指标也相等。2交变响应力幅值仿真在众多的设计原则中，悬置支承处响应力最小原则。州是积极隔振的重要出发点。发动机作为汽车振动的一个重要的激励源，其自身的不平衡力具有周期性和简谐性的特点。在发动机质心处施加稳定的周期激励，将会在悬置支撑处同