发动机悬置动态特性仿真研究刘自强，陆益民**（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥230009）5101520253035摘要：橡胶材料的动态特性和预载荷、激励频率、激励振幅有关。通过实验得到橡胶材料的应力~应变关系曲线，利用最小二乘法拟合得到本构模型参数。弹性模型表征橡胶材料的弹性部分，粘弹性模型表征橡胶材料动态特性和激励频率的关系，弹塑性模型表征橡胶材料的动态特性和激励振幅的关系。采用橡胶材料超弹性-粘弹性-弹塑性模型叠加方法对发动机悬置进行动态计算，对悬置元件的动刚度进行计算、分析，得出动刚度和预载荷、激励频率和激励振幅之间关系。关键词：发动机悬置；动刚度；阻尼角；仿真中图分类号：TU112.59+6EngineMountStaticandDynamicSimulationStudyLIUZiqiang,LUYimin(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009)Abstract:Thedynamiccharacteristicsoftherubbermaterialandpre-load,theexcitationfrequency,excitationamplituderelated.Throughthetheexperimentalrubbermaterialstress~straincurveofconstitutivemodelparametersusingleastsquaresfit.Elasticmodeltocharacterizetheelasticportionoftherubbermaterialviscoelasticmodeltocharacterizethedynamiccharacteristicsoftherubbermaterialandtheexcitationfrequencyrelationship,theelastic-plasticmodelcharacterizationofthedynamiccharacteristicsoftherubbermaterialandtheexcitationamplituderelationship.Rubbermaterialissuper-elastic-viscoelastic-elastoplasticmodelsuperpositionmethodfordynamiccalculationenginemount,tocalculatethedynamicstiffnessofthesuspensioncomponentsanalysis,wasdispatchedstiffnesstherelationshipbetweenthepreload,excitationfrequencyandexcitationamplitude.Keywords:Enginemount;Dynamicstiffness;Dampingangle；Simulation0引言汽车动力总成悬置系统是指动力总成和车架或车身之间的弹性系统，如动力总成悬置、橡胶限振器、副车架悬置、动力吸振器、悬架衬套和排气吊耳等。汽车振动和噪声主要来自于发动机的振动和不平路面的激励，悬置系统能够减少或消除振动能量传到车身，所以悬置设计直接影响乘车的舒适性[1]。橡胶作为弹性和阻尼材料被广泛应用在汽车隔振系统，在不同的隔振系统起到减振作用，因此发动机悬置元件是最重要的汽车元件之一。悬置元件的静态特性起到满足衰减发动机振动、支承发动机重量和限制发动机过大位移的作用，它的动态特性是满足系统振动控制和隔振设计的作用。文献指出[2]，橡胶材料的动态特性有较强的非线性特征，需要反复的设计和实验才能得到令人满意的橡胶动态性能。基于发动机悬置在隔振系统重要作用，本文以一悬置元件为模型进行研究，建立悬置的作者简介：刘自强（1986年-），男，硕士研究生，机电控制及其自动化通信联系人：陆益民（1972年-），男，副教授，机械动态特性.E-mail:yimin_lu@163.com-1-...三维模型，并且对其进行有限元仿真，通过数据处理，分析动刚度和预载荷、激励振幅、激404550励频率之间的关系，分析其振幅相关性、频率相关性。1橡胶材料的本构模型橡胶是超弹性材料，具有很大的非线性、各向同性和体积近似不可压缩等特性[3]。假设在零应变的条件下，橡胶的长链分子是随机分布的，即橡胶材料是各向同性的，那么它的力学性能可以用应变函数U表示：UU(I1,I2,J,C1,C2，Cm,d1,d2...,dn)其中，I1，I2和J分别为1阶、2阶和3阶应变不变量，它们为3个主拉伸比的函数；C1,C2,Cm为共m个表示超弹性材料剪切特性的常数；d1，d2，dn为共n个表示超弹性材料压缩特性的常数。有限元软件提供了很多应变能函数，例如：Mooney-Rivlin模型、Arruda-Boyce模型、Neo-Hookean模型、Yeoh模型、多项式模型等。文献指出[1]：在小应变的情况下，Mooney-Rivlin模型能够较好的拟合材料数据，和实验数据的误差较小。Mooney-Rivlin模型的应变函数的表达式:UC10(I13)C01(I23)(Jel1)2D1其中，U是单位体积应变势能，C10、C01和D1是材料模型参数，Jel是弹性体积...