[发明专利]一种动力总成悬置系统的优化方法及优化装置

说明书

本发明涉及发动机领域，提供一种动力总成悬置系统的优化方法及优化装置，该优化方法包括：建立动力总成悬置系统的空间六自由度振动模型的微分方程；根据微分方程对动力总成悬置系统进行能量解耦分析，获得固有频率、固有振型及六个自由度之间的振动耦合能量；根据微分方程计算动力总成悬置系统的弹性轴位置和扭矩轴位置，并调整动力总成悬置系统的悬置刚度，使弹性轴位置和扭矩轴位置在三维空间上重合；根据固有频率、固有振型、振动耦合能量、弹性轴位置及扭矩轴位置建立动力总成悬置系统的多目标优化函数；以及采用优化算法执行多目标优化函数以对动力总成悬置系统进行优化设计。本发明有效解决了因优化解耦率而不能兼顾模态频率分布的问题。

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种动力总成悬置系统的优化方法及优化装置。

背景技术

悬置系统的设计是一项复杂的系统问题，涉及到设计输入参数的稳健性优化、悬置刚度及空间位置的限制、整车的振动声学特性等。目前，悬置系统优化方案一般基于能量解耦法，即将悬置的布置位置、悬置刚度作为设计变量，将解耦率作为首要优化目标，利用优化算法对悬置系统进行大量计算，以选出频率解耦较好的设计状态。

但是，现有的这种以解耦率作为首要优化目标的优化方法存在以下几个方面的缺陷：

1)现有方法将提高系统解耦率作为优化目标，不能兼顾动力总成模态频率分布的影响，而在工程应用中，模态频率分布对车辆NVH(NoiseVibrationHarshness，噪声、振动及声振粗糙度)性能的影响是不可忽视的，甚至可能会占主导作用。

2)现有方法在进行悬置系统设计时，不能综合考虑悬置刚度变化对布置位置的影响，将悬置系统刚度匹配与位置匹配完全分离，从而增加了悬置系统选型设计要求，使系统前期开发周期延长，成本增加。

3)现有方法无法保证悬置系统的稳健性要求，需要对设计输入参数进行单独的稳健性分析及调试，使悬置系统开发周期延长，效率降低。

因此，现有的以解耦率作为首要优化目标的悬置系统优化方法存在因优化解耦率而不能兼顾模态频率分布的问题，以及存在成本高、稳健性差、效率低等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种动力总成悬置系统的优化方法，以解决现有方法因优化解耦率而不能兼顾模态频率分布的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种动力总成悬置系统的优化方法，包括：建立动力总成悬置系统的空间六自由度振动模型的微分方程；根据所述微分方程对动力总成悬置系统进行能量解耦分析，获得固有频率、固有振型及六个自由度之间的振动耦合能量；根据所述微分方程计算动力总成悬置系统的弹性轴位置和扭矩轴位置，并调整动力总成悬置系统的悬置刚度，使所述弹性轴位置和所述扭矩轴位置在三维空间上重合；根据所述固有频率、所述固有振型、所述振动耦合能量、所述弹性轴位置及所述扭矩轴位置建立动力总成悬置系统的多目标优化函数；以及采用优化算法执行所述多目标优化函数以对动力总成悬置系统进行优化设计。

进一步的，所述微分方程为：

其中，M为动力总成悬置系统的质量矩阵，K为动力总成悬置系统的刚度矩阵，x为广义坐标向量。

进一步的，所述根据所述微分方程计算动力总成悬置系统的弹性轴位置和扭矩轴位置包括：

采用以下公式分别计算弹性轴位置X_EA(ω)及扭矩轴位置X_TRA(ω)：

X_EA(ω)＝[K]^-1f_TA；