基于MATLAB+ISIGHT的悬置系统敏感性分析

1年前浏览3523

悬置的布置往往受到发动机舱布置的限制,安装位置可能会根据布置的需要进行微调，在设计制造时,悬置的刚度和阻尼也会在一定范围内发生变化,因此必须考虑悬置位置、刚度、阻尼对整车隔振性能的影响,即有必要对悬置系统进行灵敏度分析。

本文就并利用Matlab编制了悬置优化程序，通过ISIGHT软件和Matlab软件的集成，利用ISIGHT软件的全局优化方法——多目标遗传算法进行确定性优化设计；在确定性设计的基础上，再调用Isight软件中DOE分析模块进行灵敏度性分析，找到了影响主方向模态及能量分布的关键因素，通过刚度调整来达到设计目标，从而解决工程实际问题。

1、研究车型悬置参数

本研究车型动力总成悬置系统特性分析和优化所需的相关参数可通过相应的测试和计算获得。表1为各悬置的主轴刚度；表2为各悬置点的位置坐标及安装角度。动力总成的质量是144.16kg，基于整车坐标系的动力总成转动惯量分别为Ixx=7.87、Iyy=4.01、Izz=6.58、Ixy=-0.6215、Iyz=1.398、Izx=-0.3466，单位为kg·m2。目标汽车采用动力总成前置前驱动型式。

表1原悬置系统主轴刚度（参考整车坐标系）

2悬置安装位置及动力总成质心坐标

2、解耦计算及优化

将目标动力总成各参数代入动力学模型，利用Matlab软件编制程序进行解耦分析，可得到原悬置系统的固有频率和能量分布百分比如图1所示。

图1原方案解耦结果

由图可知，该系统RXX和RZZ解耦率稍低，编制MATLAB优化程序调用，ISIGHT进行优化（图）。设置优化设计变量，本例只对刚度进行优化。把悬置各方向的刚度上下浮动15%作为优化范围(见图5)。把主要方向的频率和解耦率作为优化目标，比如Z向及RYY方向解耦率大于90%，绕曲轴方向RYY模态在8-12HZ之间，得到优化结果与原方案的模态解耦率对比如表3所示。优化后的刚度见表4 。

图2确定性优化任务图

表3 优化结果与原方案的模态解耦率对比

表4优化后的系统主轴刚度（参考整车坐标系）

3、敏感性分析

DOE,即试验设计（DesignOfExperiment),是研究和处理多因子与响应变量关系的一种科学方法。它通过合理的挑选试验分析，从而找到总体最优的改进方案。悬置系统的DOE分析采用中心复合设计方法（centralcomposite），以此获得关键因素对悬置系统主要性能的影响：（1）系统垂向与绕曲轴方向的模态；（2）系统垂向与绕曲轴方向能量解耦率；（3）系统最小与最大固有频率等。本文中采用DOE敏感性分析来获得三悬置的9个主轴刚度对关键方向的模态和解耦率的影响因素大小，首先在ISIGHT中搭建优化任务如图4：