1．目的及意义

随着世界经济的飞速发展和人民生活水平的逐渐提高，消费者对汽车的乘坐舒适度的要求也随之增长，良好的平顺性和低噪声是一台合格的现代汽车的标准。这两者的水平很大程度上取决于汽车振动的大小，而汽车振动的主要激振源之一是汽车动力总成，动力总成的振动如果不能有效地被隔离开来，就会传到汽车的各个部位，产生振动和噪声，最后到达驾驶员和乘客的位置，从而影响人的听觉体验和舒适性。另外，汽车会受到路面的振动与冲击，如果悬置设计不当，动力总成和车身地板的振动幅值会很大，甚至影响到附近的结构。所以，动力总成悬置系统的设计是减小动力总成振动与噪声的一项关键技术。动力总成悬置系统是为了汽车乘坐舒适性而设计地、用来有效隔离动力总成的振动以及路面不平度引起的冲击的重要系统。

在国外，提高悬置系统的隔振性研究开展的比较早。早在20世纪70年代，Dharan和Windstein^[1]提出了6自由度动力学方程，通过微分方程可以求解出系统的模态、解耦率，以及激励响应等结果；同一年代，Toshiio和Sakata7^[2]共同提出机械阻抗法，减低悬置刚度，减小动力总成振动向车底传递带来的振动产生的噪声。

1979年，Johson ^[3] 首先建立数学模型对动力总成悬置系统进行分析优化，他首度设立目标函数为每个自由度直接振动的解耦和固有频率的合理取值，对固有频率、固有刚度和位置进行优化，使悬置系统达到最佳效果；1982年 James E. Beneard ^[4]等在Johson所使用的数学模型的基础上引入惩罚函数进行目标优化； 2000年，Taeseok Jeong和Rajendra Singh^[5]提出了扭矩轴动态解耦理论；2005年，Tian Ran Lin和Nabil.Farag ^[6]在2005年用最小二乘拟合法通过锤击实验获取了悬置系统所用的橡胶材料的动刚度和阻尼系数。

在国内，1992年上官文斌^[7]等提出扭矩轴概念，以此建立起动力总成悬置体统模型，以扭矩轴坐标方向的解耦率为限制条件进行优化设计，对整车的NVH性能提升效果很好；2010年时培成^[8]博士用能量解耦法对6自由度的汽车动力总成悬置系统进行了优化及稳健性分析；20世纪80年代，清华大学的徐石安^[9]等人提出将悬置位置的动反力幅值降至最低的数学模型，优化目标函数，对系统的固有频率优化有所突破；

20世纪90年代，程序 对整车进行了振东分析，建立了20个自由度的力学模型，然后再建立以座椅加速度为目标函数的数学模型进行优化分析，得到悬置系统隔振性最好的优化效果；21世纪初，吕振华、罗捷、范让林^[11]对三向刚度、悬置的坐标位置和安装角度进行了分析优化，发现了使悬置系统的隔振性能提升的最优参数设置；2005年，上官文斌^[12]等研究人员研以4个悬置系统的轿车为研究对象，提出了动力总成位移控制的设计思想和控制方法。

2006年，李守成和王显会^[13]运用能量解耦方法结合弹性中心理论对发动机总成系统进行优化设计，优化分析结果有效，提高了动力总成悬置系统的隔振性。同年张斌^[14]运用模糊数学模型采用能量解耦法对动力总成悬置系统同样获得了有效的优化结果。2011年，童炜^[15]通过ADAMS软件对发动机悬置系统进行了多目标优化，仿真出质心的振动情况。

本文旨在建立能多目标优化、全局求解的动力总成优化模型，利用现代先进计算机软件MATLAB、ADAMS和ISIGHT优化悬置系统参数，缩短优化分析周期，降低振动噪声水平，提高乘坐舒适性。 {title}

2. 研究的基本内容与方案

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悬置系统是对整车NVH的影响至关重要，本设计旨在对悬置系统进行优化设计，使得悬置系统的隔振性得到改善，缩短优化分析周期。技术路线如下：

（1）对汽车发动机悬置系统进行理论研究和分析。分析汽车发动机的振源及悬置系统的隔振原理，研究悬置系统不同结构布置方式的隔振性，阐述悬置设计理论中的系统解耦理论和固有频率配置理论；

（2）建立模型进行仿真分析。利用ADAMS和MATLAB软件搭建某车型动力总成悬置系统的三维振动动力学模型和数学模型，对动力总成悬置系统的固有频率、固有振型和各阶模态能量分布进行仿真和分析，得到振动固有特性和各阶模态能量解耦率，通过MATLAB与ISIGHT联合优化对悬置系统进行优化设计；