文献翻译_CAE虚拟的汽车发动机悬置系统的设计验证测试(4)

发动机悬置的耐久性虚拟试验

对于强度和耐久性的虚拟实验，悬置的支架是首要进行模拟的，并将之分类为高应力区。该支架结构的耐久性评估是基于模拟应力和相应的材料损伤模型[ 17 ]。

动态应力仿真

将发动机和传动装置的质量惯性包含在有限元模型中，在正弦扫频荷载下对悬置结构的动应力响应进行模拟。

发动机的悬置结构的高应力区的确定是采用模拟单元的应力结果的直接排序或用模态应变能密度信息的方法间接排序。右侧悬置支架的模态应变能量密度分布的一个例子，如图15中所示。一个高应力区位于右悬置支架附近。如图16所示，为正弦振动的相应的动态应力分布。

耐久性评估

该支架结构的耐久性评估是基于模拟的正弦扫频振动响应应力和疲劳损伤模型来进行的。疲劳损伤模型是从原材料疲劳S-N曲线数据、统计性能和可靠性的要求中推导出来的。钢支架的原材料的S-N曲线数据，如图17所示。

在右悬置支架的耐久性分析中，对疲劳损伤评估的频率范围是从20到300Hz。总测试时间为100小时。在扫频范围内，支架的最大应力为159MPa，在频率为27Hz时，如图16所示。对于具有疲劳特性如图17所示的钢支架，并根据给定的可靠性要求，该支架的估计寿命是按悬置支架结构设计寿命的3.6倍来计算的。

结论

本文介绍了对发动机悬置系统进行CAE虚拟设计验证测试的工程过程。同时也介绍了基本的理论背景，和一些关键技术，如发动机试验荷载规范的定义，对发动机悬置衬套的实用的有限元建模方法，动态仿真技术和耐久性评价方法。这里也提供了一些汽车发动机悬置的例子来说明所提出的虚拟测试程序的应用及相关技术。对NVH性能的虚拟试验，悬置系统的发动机噪声的传输特性是通过使用点的迁移率结果来进行评估的。发动机的振动隔离，是通过与衬套的刚度和阻尼特性有关的悬置系统的传递性，来进行验证的。对于强度和耐久性虚拟测试，悬置支架的动态应力是首要进行模拟的，并要将之归类为高应力区。该支架结构的耐久性，是基于模拟应力和相应的材料损伤模型来进行评估的。所给的例子表明，在有限元

模型中，发动机悬置衬套的非线性刚度和阻尼特性，在对发动机悬置系统的NVH和耐久性性能的评估中，起着至关重要的作用。发动机悬置例子的结果还表明，CAE虚拟试验方法，在产品开发阶段的早期阶段，不仅能发现潜在的NVH性能的问题，而且也能识别产品薄弱点和潜在的耐久性寿命的问题。虚拟试验揭示了产品性能与其设计参数的内在联系，并为改进设计提供指导。它还帮助我们实现在产品开发过程中，只需要一个成功的实体设计验证测试的目标。

致谢

作者要感谢，各个公司和团队所做的与发动机悬置和汽车产品相关的的工作，我们的零部件供应商和Tempo集团，以及鼓励和帮助我们的特别是来自Polarsun汽车和Summitech工程公司的管理层和同事。

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