乘用车排气系统挂钩模态相关影响因素分析

• 作 者: 黄永波
• 机 构: 重庆大学
• 出 处: 重庆大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 汽车发动机 排气系统 挂钩模态 刚度指标

排气系统挂钩刚度，是乘用车排气系统零部件重要的设计开发指标之一。在乘用车排气系统开发初期，NVH工程师会根据车型定位及整车性能需求给出具体的挂钩刚度指标。在实际工程化开发中，常出现挂钩模态计算值合格但实物样件模态测试值不合格的情况，同时对批量生产阶段的产品监测发现其挂钩模态测试值波动较大。找出影响挂钩模态的关键因子，将其运用到方案设计、测试验证、批量生产等过程中，对提升设计的稳健性和生产的一致性很有必要。　　本文首先对排气系统的挂钩做了分类，从设计、生产制造、试验等方面较为系统的对影响乘用车排气系统常见的焊接式挂钩模态的相关因素做了梳理，找出了结构参数、制造和质量三个方面的相关影响因素。通过挂钩模态试验与计算结果的对比分析，发现加速度传感器和连接线部分的质量、焊缝参数等对挂钩模态试验结果的影响不可忽略，找到了挂钩模态试验与计算结果差异的主要原因。然后综合运用Sculptor、Isight和Nastran软件对常用的单圆角方案、双圆角方案挂钩进行了挂钩模态相关影响因素分析，获得了各输入参数（挂钩结构参数、焊缝参数等）与挂钩一阶模态频率的单个和全局影响，找到影响挂钩模态的关键因子。同时运用DOE方法，通过集成分析获得了各挂钩结构的近似模型（即响应面结果），可以在概念设计阶段快速评估某挂钩的模态结果，也可以在设计变更或批量生产阶段快速评估某状态下某挂钩的模态结果。　　通过本文的研究，解答了乘用车排气系统实际工程化开发中存在的两个问题:挂钩模态试验与计算结果存在较大差异、批量生产阶段的挂钩模态测试值波动较大。通过对挂钩刚度与各参数的相关影响因素分析结果，可快速确定某具体挂钩刚度优化的方向并完成挂钩刚度结果的评估。