汽車(chē)的懸置系統(tǒng)有兩個(gè)作用，首先是固定和支撐動(dòng)力總成，限制動(dòng)力總成在工作中的位置，防止與其他部件碰撞，其次就是隔振作用，將內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)盡可能少的傳遞到車(chē)身，提高車(chē)輛的音振性能水平。要想提高動(dòng)力總成的隔振性能，核心就是解決動(dòng)力總成剛體模態(tài)的頻率分配和振動(dòng)耦合問(wèn)題，說(shuō)白了就是動(dòng)力總成剛體模態(tài)的解耦。

這里有兩點(diǎn):一個(gè)是動(dòng)力總成的剛體模態(tài)到底應(yīng)該分布在哪個(gè)地方，第二是動(dòng)力總成的剛體模態(tài)之間應(yīng)該達(dá)到怎么樣的解耦率，解決了這兩個(gè)問(wèn)題，就大致解決了懸置的設(shè)計(jì)，動(dòng)力總成的振動(dòng)能力才能最少的傳遞到車(chē)身。以傳統(tǒng)的燃油車(chē)為思考點(diǎn)，參考一些文章，主要有一下幾點(diǎn)：

1. 動(dòng)力總成剛體模態(tài)頻率需要和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻率達(dá)到隔振目的，依據(jù)隔振理論，這部分關(guān)系為：動(dòng)力總成剛體頻率/怠速模態(tài)頻率=1/√2；
2. 動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Lateral模態(tài)容易與Roll模態(tài)耦合，需要相互避開(kāi)；
3. 考慮整車(chē)路躁，動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Bounce模態(tài)應(yīng)該與前懸的上下同步跳動(dòng)HOP模態(tài)避開(kāi)；
4. 動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Roll模態(tài)必須低于怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火脈沖頻率的1/2；
5. 動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Pitch模態(tài)容易與Roll模態(tài)耦合，這兩個(gè)模態(tài)需要有一定的頻率間隔；
6. 同樣是路躁考慮，動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Pitch模態(tài)應(yīng)該與前懸上下異步跳動(dòng)的TRAMP模態(tài)避開(kāi)；
7. 動(dòng)力總成是剛體模態(tài)中的Yaw模態(tài)容易與Roll模態(tài)耦合，這兩個(gè)模態(tài)需要有一定的頻率間隔；

以一般常見(jiàn)的4缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例，怠速轉(zhuǎn)速一般750轉(zhuǎn)，怠速頻率為25Hz，依據(jù)隔振理論，動(dòng)力總成剛體模態(tài)不應(yīng)該大于17Hz，解耦率一般大于70%，個(gè)別重要模態(tài)解耦率希望達(dá)到90%，這樣匯總?cè)缦卤硭荆?/p>

同時(shí)，考慮到車(chē)在實(shí)際運(yùn)行中存在急剎碰撞等工況，在前進(jìn)方向有較大加速度，所以，懸置的設(shè)計(jì)還應(yīng)該保證其在X向的懸置剛度足夠大，否則，動(dòng)力總成會(huì)碰撞到其他部件。

概念設(shè)計(jì)階段，就依據(jù)以上一些基本邊界條件進(jìn)行懸置的剛度設(shè)計(jì)。這是時(shí)候做了大量問(wèn)題的簡(jiǎn)化：動(dòng)力總成簡(jiǎn)化成質(zhì)量和慣性的剛體，懸置為XYZ三向剛度的六自由度-懸置系統(tǒng)的解耦問(wèn)題，使用優(yōu)化算法，對(duì)懸置的剛度，坐標(biāo)位置進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到解耦的目的，這一過(guò)程一般采用MATLAB編程優(yōu)化解決。這方面的建模計(jì)算，程序設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用，已經(jīng)有很成熟。但這只能應(yīng)用于模型較為簡(jiǎn)單的狀態(tài)，整車(chē)數(shù)學(xué)方程組合起來(lái)還算簡(jiǎn)單，可以快捷的得到計(jì)算結(jié)果，但其實(shí)不太符合在車(chē)身上，或者說(shuō)在整車(chē)上的實(shí)際狀況。

在車(chē)身或者說(shuō)整車(chē)上要得到懸置解耦的結(jié)果，即使用GPKE輸出動(dòng)力總成模態(tài)動(dòng)能，然后來(lái)求解動(dòng)力總成剛體模態(tài)的頻率和解耦率。

這又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，整車(chē)情況下，模態(tài)結(jié)果非常多，每個(gè)模態(tài)結(jié)果下，均有動(dòng)力總成模態(tài)動(dòng)能結(jié)果，例如在整車(chē)模態(tài)下60Hz內(nèi)有近300階模態(tài)結(jié)果，需要從這300階模態(tài)結(jié)果中提取出動(dòng)力總成剛體模態(tài)，還要求得各自的解耦率，也是一個(gè)比較繁瑣的過(guò)程。笨方法確實(shí)有，一階一階看，多看幾遍，多花幾個(gè)鐘頭，總能得到個(gè)大概。其他姑且不說(shuō)，要說(shuō)在整車(chē)下，動(dòng)力總成的剛體模態(tài)常常與其他部件模態(tài)耦合，人的肉眼其實(shí)也不容易找到，就算找到，也可能是錯(cuò)誤的。

既然輸出了模態(tài)動(dòng)能，就應(yīng)該從動(dòng)能的角度輔助查找模態(tài)，然后根據(jù)輸出的各個(gè)方向動(dòng)能，得到模態(tài)的解耦率。到這個(gè)時(shí)候，強(qiáng)大的Python就能排上用場(chǎng)了。使用Python處理得到的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)Excel將處理的結(jié)果寫(xiě)出來(lái)進(jìn)行可視化。

以上示例中在60Hz內(nèi)一共52階模態(tài)，采用python提取模態(tài)動(dòng)能結(jié)果，輸出到Excel中，分別輸出各方向模態(tài)動(dòng)能在每階模態(tài)下的直方圖：

統(tǒng)計(jì)識(shí)別計(jì)算得到模態(tài)解耦情況（示例，忽視結(jié)果值）：

最后，使用第三方軟件Python對(duì)模態(tài)動(dòng)能輸出的結(jié)果進(jìn)行后處理，對(duì)懸置在整車(chē)上的優(yōu)化提供了想象空間。通過(guò)第三方軟件對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行處理，然后與NASTRAN或者OptiStruct進(jìn)行相互交互，作為優(yōu)化卡片中的響應(yīng)，將是懸置優(yōu)化在整車(chē)上自動(dòng)運(yùn)行起來(lái)。