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基于发动机悬置系统的飞轮壳固有特性分析 黄第云 庞威 蓝宇翔 （广西玉柴机器股份有限公司 广西玉林 537000） 摘 要：本文应用ABAQUS求解器模拟发动机动力总成悬置系统，分别求出悬置系统及飞轮壳的固有特性，并根据判据确定是否 在发动机转速范围内共振。 关键词：ABAQUS;悬置系统；飞轮壳、固有特性 一 前言 某柴油机为配套某车型设计了液体泵传动箱与飞轮壳合为一体的飞轮壳组合结构，根据设计部门的要求，首 先对该发动机动力总成及飞轮壳进行固有频率分析，以确定是否在发动机转速范围内共振。 二 分析模型的建立 飞轮壳壳体前后端分别连着发动机机体和变速箱，另外壳体上的两个较大传动箱端口安装有启动马达和液压 泵。悬置软垫分别安装在发动机机体和飞轮壳的两侧，将整个发动机动力总成固定在车架上。 1、坐标定义及动力学参数 下面分别列出发动机、变速箱、启动马达及液压泵质量、质心及过质心的转动惯量及惯性积，如表1。 表 1 动力学参数 净重 质心座标（x 、y 、z ） 过质心的转动惯量 kg/m2 机型 kg mm Ixx Iyy Izz Ixy Iyz Ixz 发动机 860 11.6，140.2，433 91 179.8 130.6 -2.17 -3.95 18.2 变速箱 330 -20 ，0 ，-677.25 26 22 21.5 1.1 3.2 2 启动马达 20 -200 ，170，30 0.05 0.16 0.16 0.01 0.01 0.01 液压泵 60 184，332 ，-310 0.25 0.93 0.93 0.05 0.06 0.06 注：以曲轴中心线和气缸体后端面的交点（飞轮壳前端面）为坐标系原点； X 轴：从飞轮端看，发动机前端为正，后端为负； Y 轴：从飞轮端看，向左为正，向右为负； Z 轴：向上为正，向下为负。 2、悬置软垫的模拟 该发动机动力总成为四点悬置，机体上悬置软垫倾斜45°安装，前悬置软垫橡胶静刚度为：水平：160N/mm(X 向)；左右：120N/mm（Y向）；垂直：950N/mm(Z向)。飞轮壳上悬置也采用45度的斜悬置，后悬置软垫橡胶静刚度 为：水平：140N/mm(X向)；左右：150N/mm（Y向）；垂直：960N/mm(Z向)。 3、飞轮壳有限元模型 飞轮壳采用六面体单元（如图1），材料参数见表2。 表2 飞轮壳材料参数 材料 弹性模量 泊松比 密度 5 3 HT300 1.3×10 MPa 0.27 7200 Kg/m 图1 飞轮壳FEM 三 边界条件 根据模拟需要，发动机、变速箱、启动马达及液压泵分别用点质量单元来模拟，四个悬置软垫用弹簧单元 来代替，飞轮壳作为实体弹性单元通过MPC与各质量单元连接，边界条件如图2。 有限元网格用Hypermesh 软件划分，在Patran里施加边界条件，最后用ABAQUS 求解。 图 2 边界条件定义 四 固有频率分析及判据 1、动力总成及飞轮壳的固有特性 有限元算出整个分析模型前九阶模态，前六阶模态为动力总成悬置系统刚体振动频率（表