秦洪艳

（三江学院 机械工程学院，南京210012）

0 引言

动力总成悬置系统衔接动力总成和汽车的车身，主要作用是支撑动力总成、减少动力总成振动对整车的影响、限制动力总成的抖动量，对整车NVH性能起着非常大的作用。合理设计动力总成悬置系统的参数，既能降低车辆的噪声与振动，改善车辆行驶的平顺性，又能保证动力总成的耐久性与可靠性，避免动力总成零部件的过早损坏。因此，在现代汽车的设计中，动力总成悬置系统的结构及参数设计受到了越来越多的关注。

本文借助商用有限元分析软件ANSYS，对非线性材料的发动机橡胶悬置系统进行尺寸优化设计，通过改变橡胶悬置的外形尺寸来满足三向刚度的设计要求，适用于悬置安装空间可变化的情况。

1 问题描述

图1 车用橡胶悬置减振块示意图

某型载货汽车的发动机前悬置如图1（a）所示，表1为其各方向的动刚度，橡胶材料的邵氏硬度为A60，动态刚度与静态刚度的比值为1.35，发动机正常工作时，橡胶悬置的压缩量不超过5%，通过有限元分析，确定满足刚度要求的橡胶悬置的尺寸，要求悬置静刚度误差控制在10%以内。

表1 悬置动刚度N/mm

2 借助ANSYS软件进行橡胶悬置的结构优化设计

此橡胶悬置可以简化成长方体橡胶块如图1（b）所示，首先求悬置的静刚度。

X方向的静刚度Ksx=Kdx/1.35=490÷1.35=363 N/mm；

Y方向的静刚度Ksy=Kdy/1.35=100÷1.35=74 N/mm；

Z方向的静刚度Ksz=Kdz/1.35=80÷1.35=59 N/mm。

借助ANSYS对该橡胶悬置进行有限元分析与结构优化设计。进行结构优化设计，首先根据设计要求确定设计变量、状态变量和目标函数：