发动机悬置设计-精彩的实例求解

标题: 实例求解发动机悬置设计 作者: yjhere 时间: 2007-3-13 13:07 标题: 实例求解 发动机悬置设计哪位可以根据以下参数，计算发动机四点减振支承的刚度（三向刚度），及减振效果。减振效果能否给出与转速的关系？1. 发动机(包括附件)重量 We=_9174.76N_2. 传动装置(包括附件)重量 Wt= _None_3. 发动机重心高出曲轴中心线 He=_129.96mm_4. 传动装置重心高出或低于曲轴中心线 Ht=_None_5. 前减振器高出或低于曲轴中心线 Hf=_below 130mm_6. 后减振器高出或低于曲轴中心线 Hr=_below 47mm_7. 发动机重心到前减振器距离 Le=_491.6mm_8. 发动机缸体后端面到前减振器距离 Lb=_713mm_9. 前后减振器距离 Lr=_1080mm_10. 传动装置重心到前减振器距离 Lt=_None_11. 后减振器跨距 Sr=_650mm_12. 前减振器跨距(只有一个前减振器时，此数据为 0)Sf=_530mm_13. 发动机转速：怠速工况 NI=_700rpm_运行工况 NO=_1800rpm_14. 汽缸数及其排列 (如：I-6，90 V-8 等)_I-6 _15. 冲程数_4_16. 传动装置端部支承（若有的话）到前减振器距离Ls=_None_17. *整个系统的转动惯量 Ixx= 61.05 ，Iyy=_190.6_，Izz= 184.51_18. 输出扭矩（包括最高档） TO=_1500_19. 发火次序_153426 _20. 曲柄排列（曲柄号、曲柄错列角等） _直列_21. 应用： 公路用 非公路用 yes 重载 作者: yjhere 时间: 2007-3-13 13:59最好能够算出前六阶模态，给出频率和振型。 作者: yjhere 时间: 2007-3-14 17:01一个疑问，在发动机怠速的时候，传递率应该控制在什么范围比较合适？即可以达到较好的减振效果，又能防止因为路面激励引起大的振幅？大家在做发动机悬置设计的时候对这个问题是怎么考虑的？ 作者: yimao 时间: 2007-3-14 20:44楼主什么时候要？最重要的隔振垫刚度，阻尼没给，不能算啊？整个系统的质量没给，质心也没给，不好算 本帖最后由 xinyuxf 于 2007-7-3 14:17 编辑 作者: yimao 时间: 2007-3-14 22:04忽略其他质量，设为三点悬置，前面一点，后面两点。设前悬（x，y，z）刚度分别为（120，160，960）后悬（x ，y ，z）刚度分别为（120，160，450 ），阻尼为零。计算得出六个固有频率为：2.8264Hz，3.3109Hz，4.8843Hz，6.5429Hz，7.0802Hz，9.4508Hz 。请楼主的给点意见。 作者: flysjz 时间: 2007-3-15 01:03请问一下，你们通常用什么来算发动机悬置系统的模态频率的！yimao 能否告知，谢谢！ 作者: yimao 时间: 2007-3-15 09:45adams 作者: yimao 时间: 2007-3-15 10:00原帖由 yjhere 于 2007-3-14 17:01 发表一个疑问，在发动机怠速的时候，传递率应该控制在什么范围比较合适？即可以达到较好的减振效果，又能防止因为路面激励引起大的振幅？大家在做发动机悬置设计的时候对这个问题是怎么考虑的？ 传递率当然是越小越好了。一般路面激励在 2.5Hz 一下，由上面给出的数据，隔振系统固有频率应在 24.78Hz 一下，3.5Hz 以上，在保证隔振系统固有频率 在这个范围内之后，传递率越小越好，一般传递率应设计在 30%一下。 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:26原帖由 yimao 于 2007-3-14 20:50 发表最重要的隔振垫刚度，阻尼没给，不能算啊？ 隔振垫的刚度就是要设计的！根据设计的隔振垫刚度再来计算各自由度的固有频率。使用橡胶减振器，通常 取 0.1。 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:28原帖由 yimao 于 2007-3-14 20:44 发表楼主什么时候要？ 挺急的，兄弟们有空请帮忙啊！ 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:29原帖由 yimao 于 2007-3-14 20:55 发表整个系统的质量没给，质心也没给，不好算 发动机(包括附件)重量 We=_9174.76N_根据给出的参数可以得到重心位置。 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:32原帖由 yimao 于 2007-3-14 22:04 发表忽略其他质量，设为三点悬置，前面一点，后面两点。设前悬（x，y，z）刚度分别为（120，160，960）后悬（x ，y ，z）刚度分别为（120，160，450 ），阻尼为零。计算得出六个固有频率为：2.8264Hz ， 3.3109Hz，4.884 . 11. 后减振器跨距 Sr=_650mm_12. 前减振器跨距(只有一个前减振器时，此数据为 0)Sf=_530mm_从以上数据可以看到，我需要使用四个减振器。是否可以根据这些信息再帮我算一下？非常感谢！ 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:45X Y Z发动机重心 0 0 0前支承 (右) 491.6 265 -259.96前支承 (左) 491.6 -265 -259.96后支承 (右) -588.4 325 -176.96后支承 (左) -588.4 -325 -176.96以发动机重心为原点，前边为 X 正向，右边为 Y 正向，得到上表的坐标。取怠速时的传递效率0.4那么频率比 sqrt（1+1/）1.87发动机点火激振频率 f2in/（60 ）35Hzi 缸数 （6）n 转速 （这里取怠速700rpm） 冲程数 （4 ）那么系统的固有频率fn f/ 18.71 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 10:47原帖由 yimao 于 2007-3-15 10:00 发表传递率当然是越小越好了。一般路面激励在 2.5Hz 一下，由上面给出的数据，隔振系统固有频率应在 24.78Hz 一下，3.5Hz 以上，在保证隔振系统固有频率 在这个范围内之后，传递率越小越好，一般传递率应设计在 30% . 隔振系统固有频率应在 24.78Hz 一下，3.5Hz 以上这个结果是如何得到，可否详细介绍一下？ 作者: yimao 时间: 2007-3-15 10:57好的，算好再给你 作者: yimao 时间: 2007-3-15 11:02原帖由 yjhere 于 2007-3-15 10:47 发表隔振系统固有频率应在 24.78Hz 一下，3.5Hz 以上这个结果是如何得到，可否详细介绍一下？ 3.5Hz 是根据 sqrt(2)*2.5；24.78Hz 是根据：怠速 *气缸数/ （sqrt(2)*30*冲程数）这是最低激振频率，也是点火脉冲频率。 作者: yimao 时间: 2007-3-15 11:30原帖由 yjhere 于 2007-3-15 10:32 发表11. 后减振器跨距 Sr=_650mm_12. 前减振器跨距(只有一个前减振器时，此数据为 0)Sf=_530mm_从以上数据可以看到，我需要使用四个减振器。是否可以根据这些信息再 . 改为四点悬置，加入阻尼(0.1(newton-sec/mm),其他参数不变得出如下固有频率1 3.7455Hz2 3.7525Hz3 5.5261Hz4 7.9093Hz5 10.4970Hz6 10.9907hz 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 12:26原帖由 yimao 于 2007-3-15 11:30 发表改为四点悬置，加入阻尼(0.1(newton-sec/mm),其他参数不变得出如下固有频率1 3.7455Hz2 3.7525Hz3 5.5261Hz4 7.9093Hz5 10.4970Hz6 10.9907hz 非常感谢！还有几个问题：1. 能否把各个固有频率对应的振型进行一下描述？比如垂向振动，绕 Z 轴的转动，平行于 XOZ 面的摇动等。2. 您上面所算的的固有频率对应的减振器的刚度是多少？可否列出？ 作者: yimao 时间: 2007-3-15 12:53纵向指与 x 方向一致，横向指与 y 方向一致，竖向指与 z 方向一致。1 纵向2 横向3 绕竖向旋转4 绕横向旋转5 绕纵向旋转 6 绕横向旋转关于刚度我没有进行优化设计，只自己估计了几个情况，如下：下面刚度指的是隔振垫三个方向的刚度。隔振垫刚度:前悬（x，y ，z）刚度分别为（120 ， 160，960）后悬（x，y，z）刚度分别为（120，160，450），阻尼为 0.1； 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 13:10原帖由 yimao 于 2007-3-15 12:53 发表纵向指与 x 方向一致，横向指与 y 方向一致，竖向指与 z 方向一致。1 纵向2 横向3 绕竖向旋转4 绕横向旋转5 绕纵向旋转 6 绕横向旋转关于刚度我没有进行优化设计，只自己估计了几个情况， . 您将所有的振动都解耦了？！根据我的经验来看，刚度值偏小。 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 15:13我的计算结果如下：1. 11.2572. 12.5853. 18.071 绕 Z 向旋转4. 18.609 Z 向5. 23.9676. 25.549刚度：前悬置（x，y，z）（1800，1800，3500 ）后悬置（x，y，z）（1500，1500，2900 ） 作者: yjhere 时间: 2007-3-15 20:28原帖由 yimao 于 2007-3-15 11:02 发表3.5Hz 是根据 sqrt(2)*2.5；24.78Hz 是根据：怠速 *气缸数/ （sqrt(2)*30*冲程数）这是最低激振频率，也是点火脉冲频率。 这是最低激振频率，也是点火脉冲频率这个激励频率引起发动机产生的振动会是什么振型？这种计算激励频率的方法在很多资料里看到过，而且很多都是介绍根据这个频率来设计悬置系统的固有频率。由此得到的固有频率是哪个自由度的频率？ 作者: yimao 时间: 2007-3-16 21:19原帖由 yjhere 于 2007-3-15 13:10 发表您将所有的振动都解耦了？！根据我的经验来看，刚度值偏小。 没有解耦，只是随便取了几个刚度值，能力有限对优化方面研究不多，不好给建议，不好意思。楼主要是能给一些解耦的方法，就更好了，比如什么中心打击定理等等 作者: yimao 时间: 2007-3-16 21:22原帖由 yjhere 于 2007-3-15 20:28 发表这是最低激振频率，也是点火脉冲频率这个激励频率引起发动机产生的振动会是什么振型？这种计算激励频率的方法在很多资料里看到过，而且很多都是介绍根据这个频率来设计悬置系统的固有频率。由此得到的固 . 这个频率跟固有频率没有关系，只是激励，他只能激起他附近的固有频率。 作者: yjhere 时间: 2007-3-18 11:20推荐一篇文章：张松军康明斯直列 6 缸柴油机悬置系统匹配设计这是我看到的为数不多的介绍得比较接近实际应用的一篇文章。看后请说说看法。 作者: yimao 时间: 2007-3-18 12:49好的，谢谢哈，另外不知道楼主对此类模型实际振型的测量有没有研究？请指教 作者: yimao 时间: 2007-3-18 12:55查了一下，没找到，不知道是发在哪个期刊上的呢？谢谢 作者: yjhere 时间: 2007-3-18 17:17原帖由 yimao 于 2007-3-18 12:55 发表查了一下，没找到，不知道是发在哪个期刊上的呢？谢谢 已发至你的邮箱（163），请查收。 作者: yjhere 时间: 2007-3-18 17:21有一个问题，不知有没有人分析过悬置在发动机工作时所承受的力？比如说在额定功率下，因为输出扭矩的作用，悬置除了承受发动机的重量外还应该承受一个载荷，如何计算？ 作者: yimao 时间: 2007-3-18 20:51原帖由 yjhere 于 2007-3-18 17:17 发表已发至你的邮箱（163），请查收。 谢谢 yjhere。另外关于扭振引起的作用力，以前听老师讲过一点，研究不深，不过我想，扭振的影响不应该很大吧，相对于整个动力总成的质量；而整机的振动可能占多数。期待高手指教。 作者: yjhere 时间: 2007-3-20 10:19通常做动力总成悬置系统优化设计时，通过调整悬置的刚度或安装位置及其角度，使各自由度的振动解耦。但是实际上要做到完全的解耦是不现实的也没有这个必要，我要问的是，那么哪些振动是必须要解耦的？ 作者: yjhere 时间: 2007-3-20 10:26原帖由 yimao 于 2007-3-15 11:02 发表3.5Hz 是根据 sqrt(2)*2.5；24.78Hz 是根据：怠速 *气缸数/ （sqrt(2)*30*冲程数）这是最低激振频率，也是点火脉冲频率。 3.5Hz 是保证在路面激励下，发动机的振幅放大的倍数不超过两倍。实际应用应该取 5Hz 以上，效果会更好一些，同时降低悬置的变形，提高悬置的寿命。 作者: yjhere 时间: 2007-3-20 10:34原帖由 yjhere 于 2007-3-15 15:13 发表我的计算结果如下：1. 11.2572. 12.5853. 18.071 绕 Z 向旋转4. 18.609 Z 向5. 23.9676. 25.549刚度：前悬置（x，y，z）（1800，1800，3500 ）后悬置（x，y，z）（1500， . 以上计算的最大固有频率已经超过 24.75Hz 了，应该是不适合的。重新计算结果如下：1. 8.6947 平行于 YOZ 面的平动与绕 X 轴的转动2. 9.7633 平行于 XOZ 面的平动与绕 Y 轴的转动3. 14.040 绕 Z 轴旋转4. 14.154 沿 Z 向平动5. 18.316 绕 Y 轴旋转6. 19.633 绕 X 轴旋转前悬置（x，y，z）（1100，1100，2000 ）后悬置（x，y，z）（900 ，900 ，1700） 作者: yjhere 时间: 2007-3-20 11:11振动传递率如下： 作者: yimao 时间: 2007-3-20 21:54楼主 yjhere ，我已给你回信，请查收。（*） 作者: xxy19800809 时间 : 2007-3-21 21:47你们都比较厉害啊?想和你 们学习,加我的 QQ403749887 作者: yjhere 时间: 2007-3-24 10:25原帖由 yimao 于 2007-3-15 09:45 发表adams yimao,想请你帮忙用 Adams 算一下系统固有频率，用我给出的悬置参数。 作者: yjhere 时间: 2007-3-24 10:29有哪位可以根据我给出的悬置参数，计算一下能量分布矩阵？以便判断一下耦合的情况。 作者: freeman 时间: 2007-3-24 14:47各位大侠，请教如何通过试验测得悬置点的传递率呢？ 作者: yjhere 时间: 2007-3-26 21:37我曾经试过在发动机的支座上下方（一个在发动机的支脚上，一个在车架上）放置两个加速度传感器来测量振动烈度的变化。 作者: yimao 时间: 2007-3-27 13:33原帖由 yjhere 于 2007-3-24 10:25 发表yimao,想请你帮忙用 Adams 算一下系统固有频率，用我给出的悬置参数。 之前给的悬置参数我已在上面回了，如果要新的请给出具体的悬置参数，比如橡胶垫三个方向的刚度阻尼等。 作者: xxy19800809 时间 : 2007-3-27 14:45我发现在质量矩阵中还应该有 Ixy,Ixz,Iyz，怎么题目中只有 Ixx,Ixx,Ixx 的参数啊，这怎么算啊？ 本帖最后由 xxy19800809 于 2007-3-27 14:47 编辑 作者: xxy19800809 时间 : 2007-3-27 19:39有没有六点支撑,带传动装置 的算法? 本帖最后由 xxy19800809 于 2007-3-27 19:44 编辑 作者: yjhere 时间: 2007-3-28 09:27原帖由 yimao 于 2007-3-27 13:33 发表之前给的悬置参数我已在上面回了，如果要新的请给出具体的悬置参数，比如橡胶垫三个方向的刚度阻尼等。 具体参数请看我在 35 楼的帖子。 作者: yimao 时间: 2007-3-28 11:04原帖由 yjhere 于 2007-3-20 10:34 发表以上计算的最大固有频率已经超过 24.75Hz 了，应该是不适合的。重新计算结果如下：1. 8.6947 平行于 YOZ 面的平动与绕 X 轴的转动2. 9.7633 平行于 XOZ 面的平动与绕 Y 轴的转动3. 14.040 绕 Z 轴 . 1. 7.6104 平行于 XOZ 面的平动与绕 X 轴的转动2. 9.7513 平行于 XOZ 面的平动与绕 Y 轴的转动3. 12.4264 绕 Z 轴旋转4. 14.1488 沿 Z 向平动5. 18.0366 绕 Y 轴旋转6. 19.3292 绕 X 轴旋转之前没看仔细，不好意思。这是按您的刚度算得，阻尼都取的 0.1。结果跟您的差不多。yjhere 您用的什么方法计算的啊？ 本帖最后由 yimao 于 2007-3-29 08:48 编辑 作者: yjhere 时间: 2007-3-29 20:05我是用的 ansys。 作者: yimao 时间: 2007-3-29 20:14yjhere 厉害 ，很想学学用 ansys 怎么进行模态分析，有没有基础点的资料啊？介绍一下 作者: xinyuxf 时间: 2007-3-30 10:35原帖由 yimao 于 2007-3-29 20:14 发表yjhere 厉害 ，很想学学用 ansys 怎么进行模态分析，有没有基础点的资料啊？介绍一下 基本上所有的 ANSYS 基础教材上都有关于模态分析的一章，也都比较好理解，操作简单，自己看一下就行啦 作者: yjhere 时间: 2007-3-30 10:45原帖由 xinyuxf 于 2007-3-30 10:35 发表基本上所有的 ANSYS 基础教材上都有关于模态分析的一章，也都比较好理解，操作简单，自己看一下就行啦 xinyuxf 说得没错，看 Ansys 的帮助文档最好，因为国内的很多教程或书都是照搬 Ansys 中例子。认真读一遍，然后在亲手做一遍就会理解得更好。我也谈不上厉害，也是刚开始学。有问题再交流，共同进步吧！ 作者: yimao 时间: 2007-3-30 17:28原帖由 yjhere 于 2007-3-30 10:45 发表xinyuxf 说得没错，看 Ansys 的帮助文档最好，因为国内的很多教程或书都是照搬 Ansys 中例子。认真读一遍，然后在亲手做一遍就会理解得更好。我也谈不上厉害，也是刚开始学。有问题再交流，共同进步吧！ 收到，关键是没有入 的门，不知道程序怎么走？呵呵，自己慢慢琢摸，谢谢你们的提醒 作者: dlchen 时间: 2007-4-22 23:42 标题: 回复 #33 yjhere 的帖子绕曲轴中心线的方向和沿气缸中心线方向的解耦度设计在 90以上，其它自由度解耦在 80以上，则设计为满意的。 作者: yjhere 时间: 2007-4-23 20:10原帖由 dlchen 于 2007-4-22 23:42 发表 绕曲轴中心线的方向和沿气缸中心线方向的解耦度设计在 90以上，其它自由度解耦在 80以上，则设计为满意的。 能不能就这个例题算一下能量耦合矩阵？ 作者: dlchen 时间: 2007-4-25 16:59 标题: 回复 #35 yjhere 的帖子owerplant Mounting System Eigenvalue (unit=Hz)18.0367 9.7514 14.1488 19.6371 8.6924 14.2666Matrix of Energy Distribution (%)5.7026 94.2905 0.0069 0.0000 0.0000 0.00000.0000 0.0000 0.0000 10.2544 89.0628 0.68280.0253 0.0022 99.9726 0.0000 0.0000 0.00000.0000 0.0000 0.0000 88.3204 10.7226 0.957094.2721 5.7074 0.0205 0.0000 0.0000 0.00000.0000 0.0000 0.0000 1.4252 0.2147 98.3601这个悬置系统的解耦度还是不错的。 作者: king 时间: 2007-4-26 15:13我有时计算的能量分布矩阵中有负值（不是针对这个例题），有人遇到过这种情况吗？检查了很多遍，感觉没错，都是按照公式计算的，不知道如何解释。 作者: yjhere 时间: 2007-4-26 22:07原帖由 dlchen 于 2007-4-25 16:59 发表 owerplant Mounting System Eigenvalue (unit=Hz)18.0367 9.7514 14.1488 19.6371 8.6924 14.2666Matrix of Energy Distribution (%)5.7026 94.2905 0.0069 0.0000 0.0000 . 如果 dlchen 能把计算的方法给大家介绍一下，我想一定会受到大家的热烈欢迎的！欢迎 dlchen 就能量分布矩阵计算这个问题新开一个贴，我一定热烈捧场，积极推荐精华！ 作者: yjhere 时间: 2007-4-26 22:12原帖由 king 于 2007-4-26 15:13 发表 我有时计算的能量分布矩阵中有负值（不是针对这个例题），有人遇到过这种情况吗？检查了很多遍，感觉没错，都是按照公式计算的，不知道如何解释。 可以把你的计算公式列出来吗？不然大家很难给出答案的。 作者: king 时间: 2007-4-27 14:50很多书籍或论文里不是都有能量法的公式吗？我就是直接根据公式算的，但是得到的能量矩阵中有一个或两个非常小的负值。是我算错了？还是负值有什么解释？ 作者: dlchen 时间: 2007-4-27 22:05方法并不难，一般的书都有的。 作者: king 时间: 2007-4-28 09:10既然该帖人气这么旺，说明做悬置设计研究的人数不少。并且我知道还有人也算出了负值，有人能解释一下吗？还是大家都没遇到过这方面的问题？ 作者: dlchen 时间: 2007-4-28 11:45这是能量法解耦本身所固有的问题。 作者: anchorite 时间: 2007-5-10 21:22呵呵 怎么没给怠速啊 不好确认最大频率 另外 楼上的几位哥们 最低频率一般工程上都在 5Hz 以上啊 作者: anchorite 时间: 2007-5-14 19:28另外想问一下,各位做刚度优化时和哪个软件或者是其他模块一起仿真,探讨一下! 作者: yjhere 时间: 2007-5-15 14:39原帖由 anchorite 于 2007-5-10 21:22 发表 呵呵 怎么没给怠速啊 不好确认最大频率 另外 楼上的几位哥们 最低频率一般工程上都在 5Hz 以上啊 1 楼的参数表里面就有，700RPM 作者: 零件 时间: 2007-8-14 23:21原帖由 yimao 于 2007-3-18 12:49 发表 好的，谢谢哈，另外不知道楼主对此类模型实际振型的测量有没有研究？请指教 楼主发布的数据我也用 ADAMS 做了分析，但是结果与你们分析的差别比较大！我现在还不知道是哪里搞错了！我手上有一些实验数据！期盼建立的模型能指导设计！ 作者: kevin.sha 时间: 2007-8-16 13:01原帖由 anchorite 于 2007-5-14 19:28 发表 另外想问一下,各位做刚度优化时和哪个软件或者是其他模块一起仿真,探讨一下! 我有朋友做过类似的发动机悬置优化,就是用 AdAMS 以能量法优化发动机的三个悬置点的刚度阻尼.使发动机在的各向振动得以解耦.中间关于这个模型的建立,参照了 Maxwell 的动力学模型. 有些数学公式曾经和朋友一起推导过. 作者: aluo2008 时间: 2007-9-29 14:09 标题: 发动机液压悬置设计您们好：有人做发动机的液压悬置设计吗？我现在开始做发动机的液压悬置的设计，只是了解一点东西，还不清楚开发液压悬置的具体方法和步骤，没有真正掌握液压悬置设计的核心问题，希望在此能够得到解决，谢谢好心人了！ 作者: aluo2008 时间: 2007-9-29 14:13 标题: 发动机液压悬置设计您们好：比如说，发动机液压悬置的刚度和阻尼应该如何计算嗄？液压悬置的零部件有哪些？在那里可以采购？还有液压悬置的工艺有哪些？国内的生产厂商有哪些？ 作者: greyowl16 时间: 2007-10-13 15:29原帖由 yjhere 于 2007-3-18 11:20 发表 推荐一篇文章：张松军康明斯直列 6 缸柴油机悬置系统匹配设计这是我看到的为数不多的介绍得比较接近实际应用的一篇文章。看后请说说看