排气吊耳刚度不同模拟方法的影响研究！

在排气系统中，吊耳系统包括吊钩和橡胶等是非常重要的结构件，其中吊钩的动刚度、模态及橡胶的动刚度等直接影响排气系统的整体性能，进而影响车内振动和噪声。如何较为准确模拟吊耳橡胶的刚度，对排气系统的模态分析有着非常重要的意义和作用。

在排气系统中，吊耳橡胶一般有两孔和三孔，三孔一般有限位的作用，如下图所示。

图1 排气系统吊耳橡胶结构

一般吊耳的刚度需要通过测试获得，从吊耳的安装形式可知，两孔吊耳主要承受载荷为Z向，三孔吊耳主要承受载荷为Y向和Z向（根据安装形式不同承受载荷方向不同）。

吊耳动刚度测试一般测试要求可根据考察的频率进行，如15Hz和25Hz下的动刚度，测试振幅一般为1 mm左右，预载一般为0.1KN左右，下图为某吊耳刚度的测试装置图。

图2 排气系统吊耳测试装置（来自网络）

如某吊耳橡胶刚度测试结果如下，包括15Hz和25Hz下的刚度值。如某吊耳在15Hz下测试得到Kdz=35N/mm，25Hz下测试得到Kdz=39N/mm.。

1、吊耳橡胶分别采用cbush和实体单元进行模拟分析。

图2 排气吊耳橡胶两种模拟方法

2、吊耳橡胶采用实体单元模拟时，首先需要进行刚度标定，采用abaqus进行计算标定，橡胶本构方程采用Mooney-Rivlin进行。

图3 吊耳材料设置图示

图4 吊耳刚度分析边界

图5 吊耳实体单元分析结果

表1 某两孔吊耳刚度对比

3、吊耳分别采用cbush和实体进行，同时采用动刚度值进行分析对比。

表2 排气系统部分模态对比

1、对橡胶采用实体建模，并且进行标定，且在小变形状态下；橡胶采用实体与采用cbush模拟结果差别在3Hz以内；

2、通过对橡胶的X、Y采用不同倍数Z向的刚度值，结果显示0.2倍刚度与橡胶实体模型结果差别最小，即通过此种对比，可以看出吊耳的X、Y向刚度采用Z向刚度的0.2倍是合适的；

3、同时通过X与Y向采用Z向的0.2、0.33、0.5倍刚度进行对比，此时两种模拟方法在20Hz以上的频率相差不大；

4、吊耳采用cbush与实体在25Hz及15Hz下的结果对比可以看出，15Hz下的模态结果更好，此时吊耳15Hz与25Hz刚度相关不大，若相差较大的话，还是建议采用25Hz刚度值。

5、通过大量的工程对比，两孔吊耳刚度采用X、Y向采用0.2倍Z向刚度，三孔吊耳刚度采用X向采用0.2倍Z向刚度与实际较为接近。

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