胡小   文侯路   王海波

东风汽车股份有限公司商品研发院    武汉 430057

摘 要：针对某车型发动机怠速过程中副水箱抖动问题，运用HyperWorks软件分析副水箱支架模态，以一阶频率大于30Hz为目标，对副水箱支架进行结构优化，改进后频率提高了21.2Hz，超过目标值，支架减重0.141kg，振动问题有明显改善。

关键词：模态   抖动   副水箱支架  结构优化

目前，车身NVH性能开发已广泛地利用CAE工具，大大地降低了开发成本，缩短开发周期。对于低频NVH问题（0-150Hz），主要采用模态法。汽车设计中各个部件的模态需要满足一定的设计要求，以避免各个零部件之间的共振。某车型中，布置在后悬置横梁总成上的副水箱在怠速工况下振动比较强烈，不满足开发品质要求。针对此问题，下文进行原因分析以及解决措施研究。

1、建立副水箱安装支架总成模型

副水箱作为存储冷却液的容器，可以根据冷却液的冷热变化自动调节参与冷却循环的冷却液的数量，防止外界空气进入冷却循环，也可防止冷却液溢出造成浪费。

副水箱安装支架通过螺栓连接固定在元宝梁边上，为副水箱提供支撑固定作用，如图1所示。

针对反馈的振动问题，建立副水箱及安装支架有限元模型，基于有限元分析软件HyperWorks对副水箱安装支架进行有限元分析，找出振动的主要原因。根据有限元分析结果指导支架结构优化改进，防止副水箱剧烈抖动导致开裂的隐患，保证副水箱的使用要求。采用shell单元进行网格划分，点焊采用直径为6mm的cweld单元模拟，二氧化碳气体保护焊采用rbe2单元模拟，单元尺寸为5mm×5mm，模型单元总数39406个，节点总数40043个。

2、材料属性与边界条件

副水箱结构材料为PP改性，副水箱自重加储存的冷却液重量为4.65kg。零件材料属性见表1。

副水箱安装支架通过螺栓连接在元宝梁上，元宝梁通过螺栓连接在车架上，截取部分车架模型，在车架两端约束自由度123456，分析系统约束模态。

3、副水箱安装支架总成模态分析

模态是结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。准确计算副水箱安装支架的模态参数对它的振动分析有着十分重要的作用。本文在分析过程中根据实际工作条件，计算副水箱安装支架的约束模态，提出了前四阶频率参数，如表2所示。