白车身对比分析报告模态

K01设计开发项目

白车身模态对比分析报告

（☑初版/□更改）

重庆迪科汽车研究有限公司

二〇一五年十一月

1.数据记录

原车、减重白车身模型

2.分析内容

原车、减重白车身模态对比分析

3.模型简述

✧使用软件

前处理：Hypermesh；求解器：Radioss

✧建模过程

白车身结构可分为五个总成：顶盖、地板、侧围、后围和前围，依次对各总成进行有限元模型的建立，再将其焊接为一整体。建立白车身有限元模型的步骤包括几何模型分析、几何清理、模型简化、网格划分、单元质量检查、设置材料和单元属性、各部件焊接等。

由于白车身主要是由大的钢板覆盖件组成，其厚度尺寸远远小于其他尺寸，故白车身网格选用PSHELL的壳单元形式。采用各总成逐个划分、连接，再总装的方式进行整车的有限元建模。据工程实践和硬件条件，选取有限元网格的大小为8mm。

图3.1原车白车身有限元模型图3.2减重白车身有限元模型

✧边界及工况

自由状态，计算0~100Hz频率范围内所有模态。

4.计算结果

4.1原车及减重白车身模态频率和阵型描述对比

模态分析是确定设计结构或机械零部件的振动特性，得到结构固有频率和振型的过程。利用有限元法进行白车身结构模态分析，可以在计算机屏幕上直观形象地再现白车身的振动模态，进一步计算出各零件的动态过程，为汽车的动态设计提供方便有效的工具。

对白车身在自由工况下进行模态分析，整体结构在空间具有三个平动自由度和

三个转动自由度，因此其计算模态的前6阶模态的频率为零，将白车身的第七阶模态视为其第一阶模态。本次分析得到原车及减重白车身的前15阶自由模态的频率及其相应的振型，如表4.1所示。

表4.1 白车身前十五阶计算模态分析结果对比

模态阶次模态频率（Hz）振型描述

原车减重原车减重

1 26.39 23.46 Y向一阶弯曲Y向一阶弯曲

2 35.04 31.72 绕X轴的整体一阶扭转前端横梁x向横摆

3 36.33 33.26 前围X向一阶弯曲绕X轴的整体一阶扭转

4 41.02 34.41 前保险杠Y向横摆前围板x向一阶弯曲

5 42.68 38.69 顶盖和后地板一阶弯曲顶盖前沿、地板、前围一阶弯曲

6 45.39 42.58 前围和后地板一阶弯曲前端y向横摆

7 50.39 43.38 顶盖Z向一阶扭转顶盖一阶弯曲、地板Z向二阶弯曲

8 52.11 46.28 顶盖前沿一阶+Z向弯曲顶盖、地板-z向弯曲

9 56.94 50.87 顶盖前沿一阶-Z向弯曲前端横梁z向扭转、顶盖后部-y横摆

10 60.43 52.76 B柱一阶弯曲B柱一阶弯曲、前端横梁z向扭转

11 63.36 52.94 前保险杠Z向摆动前端横梁-z向扭转

12 65.45 56.34 后围板X向弯曲B柱y向一阶弯曲、前端横梁-z向扭转

13 70.99 61.78 后地板一阶弯曲，顶盖二阶弯曲后围板-x弯曲，右后翼子板一阶弯曲

14 72.16 66.67 顶盖三阶弯曲顶盖、地板、B柱弯曲，前端-z横摆

15 76.09 67.29 后翼子板弯曲右后翼子板二阶弯曲

4.2原车、减重白车身模阵型云图对比

表4.2 白车身前十五阶模态阵型结果对比

相比于原车白车身，减重白车身前15节非自由模态频率均低于原车，其中，一阶整体弯曲模态低2.93Hz，约为11.1%；一阶整体扭转模态低1.78Hz，约为5.78%。

从二者模态阵型可以看出，相比于原车白车身，减重白车身振型中部分与原车

相似，且集中于低频，但出现相似的阶次不同，由于结构发生较大改变，减重白车

身出现部分与原车不相同的模态阵型。