近年来,汽车工业取得了长足发展,客户对汽车品质的要求也越来越高,汽车NVH性能的提高成为改善汽车品质的主要手段之一。车辆排气系统是连接发动机总成和车身地板的重要部件,设计合理的排气系统可减少发动机经它传递到车体的振动能量,从而降低车内振动和噪声水平,同时可提高其自身的寿命,因此,车辆排气系统的振动分析和优化已成为整车设计开发中一项重要的研究内容。本文研究课题来源于某车型NVH调教优化的工程项目,在某车型的摸底测试中,发现在3GWOT测试工况下车身地板振动明显,超出了工程标准范围。通过对整车进行问题排查,发现主要是发动机的振动通过排气系统传递至车身地板。因此,本文结合计算机仿真分析、试验测试分析和ISIGHT自动化平台技术,以减小由排气系统传递到车身地板的振动为研究目标,采用有限元理论,机械振动理论和数值分析理论对排气系统进行了数值仿真,并针对悬置的位置选择和吊耳刚度参数进行了优化设计。具体研究工作如下:首先,根据研究车型排气系统的材料及几何尺寸参数,由CATIA软件建立了排气系统的几何模型,并利用有限元网格划分软件HYPERMESH获得贴近实际模型的有限元仿真模型,分别对车辆排气系统进行了自由和约束两种边界条件下的模态分析,得到了两种边界条件下系统的各阶模态频率和模态振型。在实车状态下对排气系统进行约束模态试验测试,将仿真约束模态和试验约束模态进行对比,结果验证了仿真模型的准确性,为后文的分析及设计优化奠定了基础。然后,根据前面所获取的自由模态参数,由平均驱动自由度位移法得到排气系统振型加权位移,以位移最小节点作为排气系统悬置吊钩的布点,提出了六种吊钩的布置方案,对各方案分别进行振动特性分析,以吊钩与车身连接处的传递力和系统静位移为优化指标,确定了悬置的最佳位置方案。最后,在最佳吊钩位置方案的基础上,以5个吊钩传递力峰值和第11阶模态最小为优化目标,以5个悬置吊耳的Z向刚度为优化变量,基于ISIGHT自动化平台,通过集成OPTISTRUCT、NASTRAN等软件,构建了该多目标优化问题的二阶响应面数学模型,再对该模型运用LSGRG优化算法逼近真正的Pareto前沿,得到了5个悬置吊耳最理想的刚度组合。数值计算结果表明,优化后的吊钩传递力、位移等各项指标都达到了工程标准,系统模态频率也远离了发动机怠速频率,提高了该车型的NVH性能。本文研究方法和取得的研究成果可以为车辆排气系统的设计工作提供一定的指导方向和理论参考,具有一定的工程实用价值。