基于车体动态特性的发动机安装位置优化

张志飞，倪新帅，徐中明，余 烽

(1.重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400030;2.重庆大学 机械工程学院，重庆 400030)

全地形车由于行驶路况比较复杂，因而对其动态性能提出了很高的要求。全地形车车架挂发动机结构(简称为车体)动态特性的好坏，很大程度上决定其整车振动舒适性及可靠性。因此改善车体的动态特性是提高全地形车舒适性和安全性的关键。目前对于改善车体动态特性的研究主要集中在对车架结构的改进方面，如改变车架的板厚和管径［1－3］以及在车架薄弱位置添加加强板［4－5］等，很少考虑优化发动机安装位置及俯仰角度。

形状优化是结构优化领域中一个重要分支，工程中应用广泛。如发动机叶片形状、大型压力容器、机器支架及开孔板结构的形状、大型水坝形状等。文献［6－7］利用形状优化的方法对车身地板结构进行了优化，使车内噪声传递函数方均根值降低了2 dB，改善了车内噪声;文献［8］利用形状优化的方法对风力机叶片的弦长、扭角和相对厚度进行了优化;文献［9］发展了一种基于CFD技术的数值优化方法，对离心压缩机进气室几何形状进行了优化。

本文在对全地形车车体进行模态分析的基础上，利用形状优化方法对发动机在车架上的安装位置与俯仰角度进行优化，改善了车体的动态特性，为在设计阶段和改进阶段解决发动机在车架上的布局问题，提供了指导。

1 全地形车车体模态分析

1.1 车体计算模态分析

首先利用HyperMesh软件建立全地形车车体的有限元模型，然后运用MSC.Nastran软件进行计算模态分析。……