王 娜 毛忠民

(安徽三联学院机械工程学院 安徽合肥 230601)

排气系统引起的振动可以通过排气管吊钩传递到车体地板，然后传递到车厢。对整车振动、声音舒适感(NVH)引起不利的影响[1]。如今，各地对排气系统的振动和噪声进行仿真的研究越来越多，并且也取得了长足的发展。为了更好地分析排气系统模态是否符合模态要求，利用Hypermesh软件创建了排气系统的有限元分析模型，并使用Nastran软件计算了排气系统的固有模态，找到了不符合要求的模态，并分析了改进对策。从而将排气系统的结构进行了优化[2]。

1模态分析基本理论

对系统进行模态分析可以得到系统的固有频率和振型。阻尼对结构的固有频率和振型影响很小，在系统的模态分析中忽略阻尼，故系统的无阻尼自由振动方程为[3]：

(1)

式中：M是排气系统的质量矩阵；K是排气系统的刚度矩阵；U是位移矢量。

对于线性系统，自由振动为简谐形式：

U=φicosωit

(2)

式中：φi是第i阶固有频率对应的特征向量，即固有振型；ωi是第i阶固有频率(单位为rad/s)；t为时间(单位为s)。

将(2)式代入(1)式中，得到：

(3)

其特征方程为：

(4)

2排气系统的模态要求

2.1排气系统的整体模态要求

文章排气系统为设计阶段待生产的产品，为了减少后期问题的产生，先利用模拟分析软件进行模态分析，结合理论进行一定的优化。排气系统的约束模态应不在发动机怠速(650～850rpm)下的固有频率(22～28hz)的频率范围[8]，以免此频率段下的模态被发动机激起产生NVH问题。

2.2排气挂钩模态要求

排气挂钩直接与吊耳连接构成了排气系统的隔振系统，排气系统上的挂钩模式是否符合要求非常关键。……