Izrada nelinearnog frekvencijski ovisnog modela dinamičke krutosti nosača motora

master's thesis

• Title (english): Modeling of the nonlinear frequency dependent engine mount dynamic stiffness
• Author: Borna Kovarik
• Mentor: Darko Kozarac (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2016-05-12, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Jedan od glavnih izvora buke i vibracija u vozilima je motor s unutrašnjim izgaranjem koji je s karoserijom vozila povezan s nosačima motora. Dinamička krutost nosača motora, kao pokazatelj odziva na dinamičku uzbudu, ovisna je o frekvenciji i amplitudi uzbude te temperaturi okoline.
U okviru ovoga rada detaljno su opisani elastomerni i hidraulički nosači motora s unutrašnjim izgaranjem s posebnim naglaskom na izradu matematičkog modela kojim je moguće opisati nelinarnu ovisnost dinamičke krutosti nosača motora o frekvenciji uzbude. Proučeno je deset različitih matematičkih modela i za daljnje proučavanje odabran je model oscilatora s tri mase koji posjeduje četiri stupnja slobode gibanja. Dinamičku krutost odabranog modela moguće je opisati s 15 različitih linearnih koeficijenata. Proučavana dinamička krutost je dinamička krutost definirana silom prenesenom u oslonce (engl. cross point dynamic stiffness).
Za matematičke modele definiran je proces optimiranja njhovih parametara. Također, napravljena je verifikacija svojstva frekvencijske ovisnosti odabranog matematičkog modela u programskim paketima koji se često upotrebljavaju u svrhu simuliranja dinamike krutih ili fleksibilnih tijela koji su međusobno vezani u kinematičke lance (engl. multibody dynamics).
Nakon utvrđivanja da je s odabranim matematičkim modelom moguće opisati frekvencijsku nelinearnost dinamičke krutosti, matematički model implementiran je u cjeloviti simulacijski model motora s unutrašnjim izgaranjem u programskom paketu AVL Excite Power Unit.
Za simulirani motor s unutrašnjim izgaranjem dostupna su mjerenja odziva nosača motora koja su uspoređena s dobivenim rezultatom simulacija. Rezultati i mjerenja odziva nosača motora prikazani su u obliku brzina.

Abstract (english)

One of the main sources of noise and vibrations in the passenger car is internal combustion engine which is coupled with the car chassis by using elastomeric or hydraulic engine mounts. To describe dynamic response of the engine mounts, the dynamic stiffness is used. Engine mount dynamic stiffness behavior is frequency, amplitude and temperature dependent.
Emphasis of this study is on mathematical modeling of the dependency on frequency of the engine mount cross point dynamic stiffness. During this study 10 different mathematical models were considered and for further investigation triple mass oscillator was chosen based on optimization results. Triple mass oscillator is described with 15 different linear variables.
For all mathematical models the optimization procedure for finding the mathematical model parameter values is defined. Verification of chosen mathematical model is made in the commercial programs that are usually used for flexible multibody dynamics simulation.
After mathematical model verification process, the chosen mathematical model was implemented in the internal combustion engine simulation model prepared in AVL Excite Power Unit environment. For simulated IC engine, measurements of engine mounts responses are available and simulation results are compared with the available measurements in form of engine mounts velocities.

• Keywords: izolacija vibracija motora s unutrašnjim izgaranjem; nosači motora s unutrašnjim izgaranjem; frekvencijski ovisna dinamička krutost; matematički model dinamičke krutosti; optimiranje parametara
• Keywords (english): IC engine vibration isolation; engine mounts; dynamic stiffness frequency dependency; dynamic stiffness mathematical model; parameter optimization
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:327651
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-05-22 16:36:57