汽车车身连接点的原点动刚度控制，提升噪声与振动

原点动刚度的控制可以从连接点部位的结构、与连接点相连接的支架结构以及输入给连接点的能量三方面入手。

1.连接点部位的结构

首先，车身整体结构的刚度会影响连接点的刚度。例如：动力总成安装在车身纵梁上，纵梁的刚度不仅决定了车身的整体刚度，也影响到悬置安装点的刚度。图5-36表示两种纵梁结构：一个是开口纵梁；一个是闭口纵梁。第二章已经分析过，闭口截面梁的刚度远远大于开口结构梁的刚度。因此，要避免开口梁。

图5-36 开口和闭口车身纵梁

第二，梁截面的优化。截面的惯性矩和极惯性矩决定了梁的刚度，所以梁截面的优化设计对原点动刚度非常重要。例如：如果车身上有的梁或立柱必须采用开口结构，则必须对截面进行局部修改。图5-37是在图5-36a的开口梁上增加一根支撑。图5-38显示开口梁增加支撑前后的IPI变化。增加支撑后，梁的整体刚度提升，固有频率提高。

图5-37 开口梁的局部处理

第三，连接点局部加强。在梁截面无法更改的情况下，可通过局部加强来提升原点动刚度，如冲筋、加支架。

第四，增加结构的厚度或者改变材料。增加结构厚度会提高其刚度，但是也将增加其重量和成本。材料的改变会改变杨氏模量，从而改变结构刚度。

2.与连接点相连接的支架结构

外界激励源系统往往通过支架与车身相连接，如发动机支架，如图3-88所示。激励源并不是直接施加在车身上，而是作用在支架上，因此可以把支架看成是车身的延伸。IPI不仅取决于车身连接点的刚度，还取决于支架的刚度。

车身和支架可以视为两个串联的弹簧，如图5-39所示。假设车身连接点的刚度为K_b1，支架的刚度为K_b2，那么车身和支架的整体刚度（K_a）为

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图5-38 开口梁上增加支撑前后某点上的IPI比较

图5-39 两个串联的弹簧

只有当支架的刚度无穷大时，即K_b2→∞，整体刚度才是车身连接点的刚度即K_a=K_b1。对这种情况，可以不考虑支架的影响。

支架的刚度不可能无穷大，如果支架的刚度与车身连接点的刚度一样，即K_b1=K_b2，则整体刚度是K_a=0.5K_b1，即整体刚度降低到车身连接点刚度的一半。

3.输入给连接点的能量

当原点受到外界激励时，会有能量输入到系统中。输入的能量为

将位移、力和动刚度的关系X₀= 带入式（5-39），得到

从式（5-40）可以得出，输入到系统的能量取决于激励力的大小和原点动刚度。激励力是外界的输入，当外激励力越大时，输入给系统的能量也越大。

动刚度是由系统本身决定的。当外界输入一定的时候，原点动刚度越小，输入给系统的能量就越大；反之，原点动刚度越大，输入到系统的能量越小。原点动刚度高，可以使接触点的阻抗大，从而使波在结构中传播的幅值低，相应地传递到车内的噪声和振动就降低。因此，对系统自身来说，控制原点动刚度非常重要。