排气系统作为一个复杂的多自由度振动系统,一端连接于发动机冷端,另一端通过挂钩悬挂于车身底盘,其悬挂位置和挂钩动刚度是汽车NVH性能的重要影响因素。在Hypermesh软件中建立排气系统有限元模型,在Nastran软件中计算自由模态并结合平均驱动自由度位移法(ADDOFD)以确定悬挂位置,在上述基础上对排气系统进行约束模态分析、预载荷分析并引入机械阻抗与加速度导纳理论进行频响分析。研究结果表明悬挂位置符合标准,有效的避开了发动机共振频段,挂钩动刚度较好的满足了隔振性能需求,系统振动响应在合理范围之内。

为提高整车的振动性能，以某车型的排气系统为研究对象对排气系统吊钩位置进行优化。在整车开发设计阶段基于已有的排气系统实体建立有限元模型，运用试验和仿真两种不同方式得出的自由模态的振型和频率进行对比，验证了有限元模型的有效性。最后基于已建立的合理的排气系统有限元模型，通过自由模态的平均驱动自由度位移法对排气系统吊钩位置进行优化，结果表明：原吊钩位置不在振动性能最优处，吊钩位置优化后整车的振动性能提高12％。