汽车车身模态分析研究综述

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某商用车白车身模态分析及试验研究

某商用车白车身模态分析及试验研究

某商用车白车身模态分析及试验研究摘要:本文采用有限元数值模拟方法,并结合试验研究的手段,对某商用车的白车身进行模态分析。

分析过程中,利用超声波检测技术获取车体结构的固有频率,通过有限元分析软件对车体结构进行数值模拟,得到车体结构的振型及固有频率,并与试验结果进行对比,验证数值模拟的可靠性。

最后,针对车体结构的振动问题,提出了一些改进措施,以提高其振动性能。

关键词:商用车;白车身;模态分析;有限元方法;试验研究;振动正文:一、引言白车身是指未安装任何车身部件、发动机和传动系的车身结构,它是整车研究开发中的重要部分。

在商用车研发过程中,白车身的研究和分析对于整车设计和制造具有十分重要的意义。

其中,模态分析是对车身结构进行振动分析的有效手段之一,旨在确定车辆在不同频率下的振动状态。

对于商用车而言,优化车身结构的振动性能可以有效提高车辆的运行平稳性和乘坐舒适性,降低噪音和振动对车辆的影响,从而提高整车的质量和性能。

本文通过某商用车白车身的模态分析和试验研究,验证其振动特性,并提出相应的改进措施,以提高车身结构的振动性能。

二、模态分析方法本文采用有限元数值模拟方法,通过有限元分析软件对车体结构进行数值模拟,得到车体结构的振型及固有频率。

具体步骤如下:1. 建立有限元模型:根据车体结构的实际情况,利用有限元建模软件(如ANSYS等)建立车体结构的有限元模型,包括车身前、中、后三部分,并设置合适的边界条件。

2. 确定振动模态:在模型中输入一个外部激励,利用有限元分析软件计算得到车体结构的振型及固有频率。

3. 验证模拟结果:利用超声波检测技术获取车体结构的固有频率,与有限元分析的结果进行对比,验证数值模拟的可靠性。

三、试验研究方法为验证数值模拟结果的可靠性,本文采用超声波检测技术对车体结构进行试验研究。

具体步骤如下:1. 选择检测仪器:选用超声波检测仪器,如PMUT、HIT、Elcometer等,进行非接触式的结构固有频率测量。

某轿车白车身模态分析与试验研究

某轿车白车身模态分析与试验研究

某轿车白车身模态分析与试验研究随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高,计算机辅助设计和分析技术几乎涵盖了涉及汽车性能的所有方面,如刚度、强度、疲劳寿命、振动噪声、运动与动力性分析、碰撞仿真和乘员保护、空气动力学特性等,各种计算机辅助设计软件为汽车设计提供了一个工具平台,极大地方便了汽车的设计,但产品使用中的问题如何在设计阶段解决,如何提高设计质量、缩短产品开发周期、节省开发费用,一直是汽车研发和设计人员追求的目标。

目前,反映汽车车身动态特性的设计分析,仍然以实车身试验为主、计算机模拟分析为辅。

标签:白车身;试验;模态分析1、有限元模型的建立车身有限元模型,应具有足够的准确性,既能反映实际结构的主要力学特性、结构的实际状况,又能保证网格质量以提高计算精度,因此需遵循以下原则:1.1将部分大圆形孔简化为多边行孔,半径小于5mm的孔可忽略不计。

1.2单元数目不宜过多,否则将对计算机软件和硬件设备提出更高的要求,要耗费更多的计算时间;也不易过少,过少将会导致计算结果精确度降低。

1.3删去对整体性能影响不大的小部件,但保证总体白车身质量与实际质量相差不大。

现代轿车多采用全承载式车身,车体骨架结构由车体结构件及覆盖件焊接而成。

白车身的焊接工艺主要有点焊和二氧化碳保护焊等。

点焊是白车身装配时最重要的焊接方式,考虑到传递力的特性,对点焊采用CWELD单元进行点焊的模拟。

二氧化碳保护焊采用RBE2单元进行模拟,该车身采用板壳单元(shell)进行结构的离散化在Hypermesh软件中对几何模型进行网格划分。

整体网格质量为:单元长度最短不小于4mm,长宽比大于1:5,最小四边形内角大于45°,最小三边形内角大于20°,雅可比大于0.5,最大四边形角度小于135°,最大三边形角度小于120°,单元翘曲角度不大于15°。

在划分过程中对网格质量进行控制,在模型中使三角形单元的数量占单元总数量的27%,其余均采用四边形壳单元。

汽车车身模态分析研究综述

汽车车身模态分析研究综述

汽车车身模态分析研究综述北京信息科技大学研1202班姓名:曹国栋学号:2012020045摘要:车身是汽车的关键总成。

它的构造决定了整车的力学特性,对白车身进行模态分析不仅能考察车身结构的整体刚度特性,而且可以指导人们对车身结构进行优化以及响应分析。

因此,研究车身模态分析具有重要的意义。

本文综述了近几年国内外在车身模态分析领域内的研究,总结了研究理论和试验方法,并进行归纳。

最后,对未来的研究工作提出了一些展望。

关键词:车身;模态分析;有限元模态;试验模态;结构优化0 前言随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高,计算机辅助设计和分析技术几乎涵盖了涉及汽车性能的所有方面,如刚度、强度、疲劳寿命、振动噪声、运动与动力性分析、碰撞仿真和乘员保护、空气动力学特性等,各种计算机辅助设计软件为汽车设计提供了一个工具平台,极大地方便了汽车的设计。

车辆在行驶过程中,车身结构在各种振动源的激励下会产生振动,如发动机运转、路面不平以及高速行驶时风力引起的振动等。

如果这些振源的激励频率接近于车身整体或局部的固有频率,便会发生共振现象,产生剧烈振动和噪声,甚至造成结构破坏。

为提高汽车的安全性、舒适性和可靠性,就必须对车身结构的固有频率进行分析,通过结构设计避开各种振源的激励频率。

车身结构模态分析是新车型开发中有限元法应用的主要领域之一,是新产品开发中结构分析的主要内容。

尤其是车身结构的低阶弹性模态,它不仅反映了汽车车身的整体刚度性能,而且是控制汽车常规振动的关键指标,应作为汽车新产品开发的强制性考核内容。

有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识汽车结构动态性能的一种有效的手段,在汽车车身动态性能研究中得到了广泛应用。

采用有限元方法对白车身进行模态分析,识别出车身结构的模态参数,并通过模态试验验证了有限元模型的正确性,为改型设计提供参考依据,是汽车开发设计与优化的一般流程。

因此,研究车身结构模态分析,进行车身轻量化设计和优化,对于提高国产轿车的自开发与科技创新能力,具有重要的理论意义和工程实用价值。

轿车白车身模态分析

轿车白车身模态分析
模态分析是本课题所采用的研究手段,它的经典定义是:将线性定常系统振 动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标 及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数【1】。模态分析包括对结构动 态特性的解析分析和试验分析,在数学上,模态参数是力学系统运动微分方程的特 征值和特征向量;而在试验方面则是试验测得的系统的极点(固有频率和阻尼)和 振型(模态向量)。

江苏大学硕士学位论文
了。虽然科技界对这一技术的掌握及发展速度不算慢,但在工程技术上的普遍应用 和推广还有待于各方面条件的成熟,如产品技术发展竞争的需要及模态分析技术手
段的进一步廉价化。
1.2立题意义和研究内容
车身是轿车的关键总成,是驾驶员的工作场所,也是容纳乘客和货物的场 所。车身应对驾驶员提供便利的工作环境,对乘员提供舒适的乘坐条件,保护司乘 人员免受汽车行驶时的振动、噪声、废气的侵袭以及外界恶劣气候的影响,并能保 证完好无损地运载货物且装载方便。从结构上讲,它的构造就决定了整车的造型, 要求曲线流畅和色彩和谐。同时它也决定了整车的总布置及各种附件的安装和固 定。更重要的是,它的力学特性能直接决定着整车的力学特性。尤其是承载式车 身,没有独立、完整的车架,发动机、底盘完全安装在车身上,车身承受着全部载 荷。我们仅仅研究白车身而不研究整车是因为整车在安装了各种附件后,它的非线 性过大,试验测试得出的数据误差就过大,对研究没有指导意义。据分析,白车身 对整车的刚度贡献达到60%以上。
only examine the integrative stiffness performance,but also provide a guidance for
people on structure optimization and response analysis.Based 0n the theory of f'mite

白车身模态分析报告

白车身模态分析报告

编号: -PD-PK-064白车身模态分析报告项目名称:458321486编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:XX汽车有限公司2013年3月目录1.分析目的 (1)2.分析软件简介 (1)3.分析模型建立 (1)3.1网格描述 (1)3.2边界条件 (2)4.分析结果与对比 (2)5 结论 (2)附录:白车身模态分析振型图 (3)白车身模态分析报告XX 汽车有限公司1.分析目的作为动力学分析的基础,模态分析是用于确定设计结构振动特性的,即确定结构的固有频率和振型。

对白车身进行模态分析就是使其结构在设计中尽量避免共振和噪声,加强其稳定性和安全性,同时计算方法与结果也可为实车试验提供参考和依据。

本报告采用有限元方法对白车身进行了模态分析,目的是考察其固有特性是否满足设计要求。

2.分析软件简介本次分析采用 Hypermesh 作前处理,Optistruct 作为求解器。

HyperMesh 是世界领先的、功能强大的 CAE 应用软件包,也是一个创新、开放的企业级 CAE 平台,它集成了设计与分析所需的各种工具,具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面,与多种 CAD 和 CAE 软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。

3.分析模型建立3.1网格描述对车身设计部门提供的白车身 CAD模型进行有限单元离散, CAD模型以及有限元模型如图 3.1 所示。

白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散,并尽量采用四边形板壳单元模拟,少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要,网格描述见表 3.1 。

图 3.1 白车身 CAD 以及有限元模型表3.1网格描述单元类型四边形单元三角形单元单元数目46970015543三角形单元比例 3.4%焊接模拟CWELD单元涂胶模拟实体单元单元质量良好(按公司单元质量标准检查)3.2边界条件自由模态,无任何约束。

4.分析结果与对比对白车身的振动响应影响相对较大的激励频率多集中在低频域,本报告分析了前15阶频率振型,如表 4.1 所示。

某轿车白车身模态试验分析研究

某轿车白车身模态试验分析研究

某轿车白车身模态试验分析研究张华鑫;童敏勇【摘要】新车型的设计研发过程中应首先考虑的是白车身的动态特性,通过试验得到的动态特性参数能很大程度的改变现有新车型开发周期长、成本高的现状,从而可以尽快的发布以及上市新车型。

通过试验方法对某一款汽车的两种白车身模态进行了分析对比,得到其各项模态性能参数,通过对结果的分析为以后进一步研究白车身NVH性能提供了试验依据。

%Dynamic characteristic should be first considered in the process of design research and development for body-in-white, dynamic characteristic parametersobtained by test can greatly change the long cycle of new model development, the presentsituation ofthe high cost, which can release aswell as the listing of new models as soon as possible.In this paper, two test methodsfor a body-in-white mode are analyzed and compared, the modalperformance parameters are got, analysisof the results can provide experimental evidences for thefurther research NVH performance of body-in-white.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P107-109)【关键词】白车身;振动;频率;模态试验;结果分析【作者】张华鑫;童敏勇【作者单位】天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津 300222;天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TK4220 引言如今在世界各汽车公司竞争日渐白热化的趋势下,有效的缩短新车型的研发,不断变更新车型研发的方式。

某SUV白车身模态分析及优化设计

某SUV白车身模态分析及优化设计

某SUV白车身模态分析及优化设计文章介绍了某SUV车型的白车身模态分析,并针对计算结果对车身结构和布局进行优化,使整车刚度趋于合理。

优化结果显示:优化后结构、刚度更加合理,并且一阶扭转提高了4HZ,车身重量减少1.5KG。

标签:模态分析;结构优化;有限元分析前言现代汽车设计领域,有限元分析得到了广泛的运用。

车身作为汽车的关键总成,其力学特征对整车的动力学特征起关键作用。

车身模态分析则关系到整车刚度、常规震动和车身减重。

实践证明对白车身结构进行有限元分析可以提前发现、避免相关的设计缺陷,及时整改、优化设计。

从而缩短开发周期,节约试验费用。

文章通过对白车身的模态分析对设计进行结构优化,使得车身结构局部模态和整体刚度特征满足模态规划要求。

1 有限元模型有限元分析基本是利用一组离散化单元组集代替连续体机构进行分析,这种单元组集体称结构力学模型。

车身模型建立原则为能反映车身主要力学结构特征和边界约束条件,其次可考虑在保证正确性的基础上对模型进行适当的简化。

模型建立过程需考虑:模型的简化、网络划分、材料属性确定、单元选择及模型的连接与装配。

为此对模型建立进行了如下处理:1.1 模型建立采用了基准尺寸为10mm的QUASD4划分SHELL单元,局部采用了大于3mm的小尺寸划分,在非关键区域几何过度区少量采用了TRIA3单元。

TRIA3单元占总数的比率小于5%。

1.2 孔径6mm~10mm,用方孔代替;孔径大于10mm,保留孔,孔周围两圈偶数个单元,其他非重要小孔可忽略。

1.3 翻边至少要划分两排网格,圆角大于3mm可以保留,螺栓用RIGID或梁连接。

1.4 焊点采用CWELD/ACM单元,方向同连接壳单元法向量平行。

焊缝则采用CQUAD4和CTRIA3模拟,对不考察局部应力的情况下,有选择性采用节点重合,并保证网络的几何匹配。

根据车身提供的数字模型,最终白车身带玻璃有限元模型单元547,219,节点569,580个,见图1。

某轿车自车身模态分析

某轿车自车身模态分析
: 0

s ̄ oeo H p r s , dtew li -p t a i uae i em ee e tA m dl a s a ; o w l y eMeh a e n so s sm lt w t ba lm n a a l i w j f n h dg w d h . o ys s n
Y G N a -in 1 Q AN L-u G A h n — ig AN i j g, I i n, U N C a g m n n o 2 j
(S h o o c ie n uo o i n ier gHe i nv r t o e h ooy H f 3 0 9 C ia co l f Mahn r adA tm bl E g ei , f i s y f c n lg , ee 2 0 0 , hn ) y e n n e U e i T i
杨 年炯 钱 立军 关长 明 t ,
(合肥 工业大 学 机械 与汽 车学院 , 肥 2 00 ) 广 西工学 院 汽车 系 , 合 30 9( 柳州 5 50 ) 4 0 6
Mo a n lss o a o y i i d l ay i fa c rb d n wht a e
第 2期
机 械 设 计 与 制 造
M a h n r De in c ie y sg & Ma u a t r n fcu e 25 3
21 0 0年 2月
文 章 编 号 :0 1 3 9 ( 0 0 0 — 2 5 0 10 — 9 7 2 1 )2 0 3 — 3
某轿车 自车 身模态 分析 木
f a nw i t i Fr l, i i l o nc r o i ht s de . i tfal fn eee n o e o tec o i w i a b i b e u d so t me t d l h a b @ n ht w s ul i m f r e tn

某重型卡车白车身模态分析

某重型卡车白车身模态分析

鲨丛rr 盐窒e Dna e c se h is g
某重型卡车 白车身模态分析
邓 超
西安 7 00 ) 120 ( 陕西重 型汽 车有 限公 司 陕西

要 :在 汽车 结构 设计 中,为了避 免弹性 体 产生共 振 问题 ,需要适 当提 高低 阶 固有频 率 ,做好 频率分
布 规划 。白车身 系统 可 以看 成 是一个 多 自由度 的振动 系统 , 态分析 可 以帮助 我们 了解 结构 自身 的基本 模 振 动特 性 。本文 以某重 型卡 车 白车身 为研 究对象 ,利用 有 限元软 件 R dos 行模 态计 算 ,然后 与基 于 ais 进
o efn t lm e tsm u ain, n eul dt eg ia c ft ed sg fc bn. ft ieee n i lto a dt r s t ha u d n eo e i o a i h i he s h h n
K e wo d: c bi y r a n; m o l fn t l m e t ts da ; i iee e n ; e t
引 言
模 态分 析 一 般用 于 确 定 设计 结 构 或机 械 部 件 的振
承 受动 态载荷 设 计 中重要 参数 , 是谐 响应分 析 、 也 瞬
认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的。
1 、模 态分 析 的有 限 元 法
动特 性 ,即确 定结构 的固有 频 率和振 型( 模态 ) ,它 们是 11 结构 离散 化 . 该 步骤 与静 力分 析完 全相 同 , 是 由 于两者 分析 内 只

没 汁研 究
— 一

( 4)
12 单 元 分 析 .

车身总成模态参数识别分析报告

车身总成模态参数识别分析报告

试验报告项目:大V AN车身模态分析实验编制:花仕海日期:2016年9月27日北京必创科技股份有限公司目录1.试验方案设计 (2)1.1项目目的 (2)1.2试验场地、试验时间、试验人员 (2)1.3试验设备 (2)1.4试验方案 (3)1.4.1车身总成的试验状态 (3)1.4.2激励方案 (3)1.4.3关于激振器激振力的说明 (5)1.5测量响应点 (5)2.试验数据采集 (6)2.1采集参数设置 (6)2.2试验过程 (6)3.试验数据检查 (7)3.1互异性检验 (7)3.2相干性检查 (8)3.3数据一致性检查 (10)3.4车身刚体模态检查 (12)3.4.1车身支撑刚体模态分布 (12)3.4.2车身刚体模态各阶模态振型图 (12)4.车身总成模态参数辨识结果 (15)4.1稳态图 (15)4.2车身弹性模态分析结果 (17)4.3车身弹性体模态振型图 (18)5.模态结果验证 (27)5.1相关性误差(传递函数合成与测试曲线拟合结果) (27)5.2模态正交性MAC结果 (29)5.3模态共线性和相位偏差 (33)6.车身总成及部件主要模态分布表 (37)7.结论 (38)1. 试验方案设计1.1 项目目的对某大V AN车身总成,测量与分析其在自由支撑下,100Hz范围内的整体模态频率、模态振型、模态阻尼。

试验内容:车身总成模态试验分析试验依据:大V AN车身模态试验技术规则1.2 试验场地、试验时间、试验人员试验地点:江苏省,丹阳市,新万宝车业制造有限公司车间内。

试验日期:2016/09/05—2016/09/20试验人员:花仕海、张满良、李宝江、高翔、焦庆胜1.3 试验设备1)数据采集系统:硬件LMS SCADAS 48通道高精度数据采集系统。

2)软件:LMS b(11B)。

其中数据采集部分用到的软件模块:激振器激励法:Spectral Testing3)传感器:•三向加速度传感器:PCB公司356A16 ICP型三向加速度传感器7个,灵敏度100mv/g,量程50g,质量5.6g,频响范围0.5 - 5000 Hz。

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析为了确保轿车的安全性和稳定性,汽车制造商需要对车辆的白车身进行模态分析和计算模态分析,以研究其振动特性和动力性能。

本文将分析轿车白车身试验模态和计算模态之间的相关性,并探讨这些分析如何帮助汽车制造商改善车辆设计和生产质量。

试验模态是通过对车辆进行振动实验获得的振动特性,包括自然频率、振动模态等。

这些数据可以帮助汽车制造商确定车辆的动力学性能,并为车辆的噪音、振动和刚度问题提供支持。

相比之下,计算模态是通过有限元分析(FEA)计算得出的振动特性,采用数值模拟来预测车辆振动特性。

这些模拟数据通常会在早期设计阶段用于验证车辆结构设计,并指导车辆生产制造。

然而,在实践中,试验模态和计算模态之间存在某些差异。

主要是由于因受环境和测试装置、误差和测量等多种因素的影响,试验模态和计算模态之间的差异非常常见。

因此,为了确保模态分析的准确性和可靠性,汽车制造商通常需要对试验模态和计算模态进行比较,以确定它们之间的相关性,并查明差异的原因。

为了比较试验模态和计算模态之间的差异,通常需要使用频率响应函数(FRF)。

FRF是车辆振动试验中的一个重要参数,它用于测量车身的振动放大系数,并提供车身以响应不同动力的关键提示。

然后,通过比较试验模态和计算模态的FRF,可以确定它们之间的关系,并为制造商提供有关如何优化车辆的设计和改进生产质量的 information。

最后,需要指出的是,在对轿车白车身进行模态和计算模态的相关性分析时,需要考虑多种因素。

这些因素包括车辆的结构、材料和工艺,噪音、振动、气动特性等方面。

同时,在车辆运营期间,还需要考虑加速度四对噪声、驾驶人员行为特性等诸多因素。

因此,既要考虑到试验模态和计算模态之间的差异,也要综合研究其与车辆实际运作情况之间的关系,以完善轿车的设计和生产质量。

在轿车白车身的试验模态和计算模态的相关性研究中,还需要考虑车辆的不同工况下的振动特性。

汽车白车身模态试验研究

汽车白车身模态试验研究
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技 术 纵 横
轻 型汽 车技 术
20 ( ) 1 1 0 2 3 总 5
汽 车 白车 身 模 态 试 验 研 究
张 丙 军 翟 羽 健 焦庆 宏 孙 雳 赵 剑 英
摘 要
本 文 将试 验 模 态 分析 技 术 应 用 到汽 车 车 身 的 结 构 动 态分 析 中 , 该试 件 进 行锤 击 法 对 激振 , 过 HP 5 5 通 3 6 S及 模 态 分析 软 件 , 先 求 出传 递 函 数 , 识 别 出模 态参数 、 示振 型 首 再 显 图并进 行 了初 步分析 , 为设 计 人 员改进 设计 提 供依 据 。
多 点激 振 法 。 点激 振 法 需要 昂贵 的激振 设 备 , 验 多 试 过 程 比较 复 杂 , 但计 算 简 单 , 点激 振 法 所 需设 备 较 单 简 单 , 验 比较 容 易 , 计 算方 法 要 复 杂 一些 , 本 试 但 在 次 试验 中 , 据 现有 条 件 , 根 采用 单 点激 振 法 。 单点 激 振法 基 于 的理 论是 : 于 理论 上 对 称 的 、 对 线性 的结 构 , 传递 函数 只 有一 行或 一 列是 独 立 的 , 其

张 丙 军 : 16 男, 9 2年 生 , 南京 汽 车研 究所 , 授 级 高工 , 士 研 究生 。 教 博
翟羽健 : 13 生 , 男,95年 东南 大 学仪 器 科 学 与工 程 系 , 授 。 教 焦庆宏、 孙 雳 、 剑 英 : 京汽 车研 究所 。 赵 南
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来 建立 结 构 系统 的动 态 数 学模 型 , 于验证 、 用 修改 或
优 化理 论 模型 , 直 接用 于 系统 动 态设 计 。 或 随着 汽 车 工 业 的 发 展 , 汽 车 动 态 特 性 的研 究 对 越 来越 引起 人们 的重 视 。 车车 身 的动 态 特性 , 汽 直接

车架模态分析报告(一)

车架模态分析报告(一)

车架模态分析报告(一)引言概述:
车架模态分析是车辆工程领域重要的研究方向之一,它通过对车辆的结构进行模态分析,以获取车辆在振动中的模态特性,从而为车辆结构的优化设计提供依据。

本文将对车架模态分析进行深入研究和探讨,以期为车辆工程领域的研究提供参考。

正文:
1. 车架模态分析的意义
- 了解车辆在振动条件下的模态特性
- 提供车辆结构设计的优化方案
- 提高车辆的安全性和稳定性
- 降低车辆噪音和振动的水平
- 为车辆疲劳寿命和可靠性评估提供依据
2. 车架模态分析的方法
- 有限元分析法
- 模态测量法
- 振动试验法
- 数值模拟法
- 动力学响应分析法
3. 车架模态分析的关键技术
- 模态参数的提取和分析
- 模态振型的绘制和对比
- 模态频率的计算和验证
- 模态传递函数的建立和分析
- 模态质量和阻尼的评估
4. 车架模态分析的应用领域
- 汽车工程
- 铁路工程
- 航空航天工程
- 船舶工程
- 工程机械
5. 车架模态分析的挑战和发展趋势
- 多物理场耦合模态分析
- 多尺度模态分析
- 自适应模态分析
- 模态分析与优化设计的一体化
- 车辆动力学与模态分析的融合
总结:
通过对车架模态分析的研究和探讨,可以深入了解车辆在振动条件下的模态特性,为车辆结构的设计提供优化方案,并提高车辆的安全性、稳定性和舒适性。

车架模态分析在汽车工程、铁路工程、航空航天工程、船舶工程和工程机械等领域有着广泛的应用。

未来,
车架模态分析将面临多物理场耦合、自适应性和一体化设计的挑战,在融合车辆动力学分析的基础上不断发展和完善。

车身模态试验研究

车身模态试验研究

车身模态试验研究作者0. 引言乘坐舒适性是轿车的重要性能之一,日益受到广大用户和厂家的重视,已经成为评价整车性能的一项关键指标。

车内振动和噪声是衡量整车乘坐舒适性的重要因素,车身结构作为无激励源的被动结构在整车运行中会受到来自动力总成、传动系和路面的激励而产生中低频的结构振动、结构噪声和辐射噪声。

此外当车辆行驶中受到各种激励源的动载荷某分量与车身某阶模态的固有频率接近时,可能引发结构共振产生较高的动应力导致车身疲劳破坏。

因此车身的固有动态特性对整车的NVH 表现甚至疲劳寿命至关重要,在车身设计过程中要考虑车身动力学特性对整车振动和噪声的影响,避免因车身模态规划不合理而导致的NVH 问题甚至疲劳破坏。

白车身模态试验是了解白车身固有动态特性的主要方法,运用模态试验分析技术, 可以有效识别车身结构的模态参数,为车身结构的动态设计、故障诊断、有限元模型验证等提供重要的依据。

车身的装备如前后风挡、副车架等对车身模态的固有频率和振型有很大影响,本文以XX 车型为对象,进行了6种装备的车身模态试验,得到各种装备下的模态参数,研究了前后风挡玻璃、副车架等部件对车身模态的影响。

1. 模态试验理论N 自由度线性定常系统的运动微分方程为:F KX X C XM =++ (1) 其中,M ,C, K 分别表示系统的质量、阻尼和刚度矩阵。

X ,F 表示系统各测点的位移响应和激励力向量。

进行拉氏变换,得到)()()(2s F s X K sC M s =++ (2)可以得到传递函数矩阵为12)()()()(-++==K sC M s s F s X s H (3) 当拉氏因子ωj s =就可以得出傅氏域中的频响函数矩阵12)()()(-+-==C j M K H s H ωϖω (4)简单的说,模态试验就是要测得各响应点和激励点之间的频率响应函数来构建频率响应函数矩阵。

对于多输入多输出情况,频响函数为一个矩阵方程{}{}11)()()(⨯⨯=iO N N F X H ωωω (5)其中o N 代表响应通道数,i N 代表输入通道(激励)数。

轿车白车身模态分析及其优化的开题报告

轿车白车身模态分析及其优化的开题报告

轿车白车身模态分析及其优化的开题报告一、研究背景及意义随着汽车工业的发展,轿车白车身作为汽车的基本骨架之一,在现代汽车制造中起着至关重要的作用。

白车身的结构、质量和强度等参数对于整车的性能和安全性有着直接的影响。

因此,对轿车白车身的模态分析和优化研究具有重要的理论和实践意义。

目前,轿车白车身的模态分析和优化已成为国际汽车制造业界的研究热点。

通过对白车身进行有限元分析,可以预测其在振动和撞击等复杂工况下的响应和变形等性能,为白车身优化设计提供科学依据。

同时,白车身的优化设计可以大大降低汽车生产成本,提高汽车的质量和竞争力。

二、研究内容和方法本研究旨在针对轿车白车身的模态分析和优化问题,开展如下研究工作:1. 轿车白车身模态分析:通过建立白车身的有限元模型,分析其自然频率、振型形态等特性,并研究不同结构参数、材料等因素对白车身模态特性的影响。

2. 轿车白车身结构优化设计:基于白车身模态分析结果,针对白车身的结构强度、稳定性等问题进行优化设计,使其能够满足不同工况下的使用要求。

3. 优化设计验证:通过模拟测试和实验验证,验证所设计的轿车白车身结构在不同工况下的性能和优化效果。

本研究将采用有限元分析、结构优化设计、模拟测试和实验验证等多种方法,综合研究轿车白车身的模态分析和优化设计问题。

三、预期目标和效果通过本研究,预期实现以下目标和效果:1. 深入了解轿车白车身的结构特性和模态特性,为白车身优化设计提供科学依据。

2. 针对轿车白车身的结构强度、稳定性等问题进行优化设计,提高白车身的整体性能和安全性。

3. 通过模拟测试和实验验证,验证所设计的轿车白车身结构在不同工况下的性能和优化效果。

4. 提高汽车制造技术水平,为中国汽车行业的发展做出贡献。

四、研究计划和进度安排本研究计划分三个阶段进行,具体计划和进度安排如下:第一阶段:文献综述和有限元分析时间安排:2021年9月-2022年2月主要工作内容:1. 国内外轿车白车身模态分析和优化设计的现状和发展趋势的文献综述。

汽车车身骨架设计及分析综述

汽车车身骨架设计及分析综述

汽车车身骨架设计及分析综述摘要:随着社会经济的发展,我国的汽车行业有了很大进展,在汽车制造的过程中,车身的设计非常重要。

一款好的电动汽车车身不仅可以在外观上赢得大众的喜爱,而且还可以在保证安全性,可靠性,实现轻量化的基础上大大提高电动汽车的续航能力。

文中综述了电动汽车的发展现状,车身骨架设计的必要性和设计的原则、实现车身轻量化的途径以及车身骨架的CAE分析。

关键词:电动汽车;车身骨架;轻量化;CAE分析前言:众所周知,我国是世界上人口最多的国家,如果中国每家每户都可以开上汽车的话,那么石油资源一定会供不应求,也会带来严重的环境问题。

所以,中国一定要发展电动汽车,这符合我国的实际情况,同时也是社会发展的必然趋势。

车身是汽车的重要部分之一,电动汽车的车身结构需要有足够的强度,这样才可以保证人们的安全。

同时,电动汽车也需要拥有足够的刚度,以便可以正常工作,人们还要设计出合理的动态特性,以控制电动汽车的振动以及噪声。

此外,如果实现车身的轻量化目标,那么电动汽车就可以拥有较强的续航能力,所以,不断优化设计电动汽车车身的结构是非常重要的。

1、设计车身骨架的必要性汽车车身是汽车的重要组成部分之一。

目前国内的电动汽车一般是由传统汽车改装而成,其驱动装置以电机代替了发动机,使整车结构和布置方式与传统轿车有了很大不同,因而存在许多问题,如:改装后的操纵稳定性和平顺性有所下降,动力系统和控制系统的空间布置受限以及我们比较担心的续航问题等。

因此我们有必要开发一款新的电动汽车车身来改变我国电动汽车由传统汽车改装的局面,从而大幅度提高电动汽车整车的动力性和可靠性,降低成本,实现批量化生产,满足国内外市场的需要。

无论是出于电动汽车续航的考虑,或是为了电动汽车车速的提高,除了要有一个好的动力系统外,都需要减轻汽车重量。

降低重量不仅能提高汽车驾驶的动力性,而且使悬架的横摆惯量减小,有利于提高汽车的操纵稳定性。

因此,轻量化不仅成为传统汽车的设计追求的指标,也是目前电动汽车设计追求的指标。

车身结构刚度与模态分析及结构改进方法研究

车身结构刚度与模态分析及结构改进方法研究

车身结构刚度与模态分析及结构改进方法研究摘要:基于有限元分析方法,对车身结构的弯曲刚度、扭转刚度和低阶模态分析方法和原理进行了研究;建立某轿车的有限元模型,根据其刚度和模态分析结果和该车身的受力特点,通过调整关键结构件的厚度参数以及修改主要接头的连接关系和截面形状,成功地使车身刚度和模态性能达到了设计要求。

关键词:车身,弯曲刚度,扭转刚度,模态,有限元0 前言现代轿车适应轻量化的要求普遍采用承载式车身,它必须能为乘客提供足够的安全保障和舒适的乘坐空间,因而要求其具有足够的刚度、强度保证其装配和使用的要求以及合理的动态特性达到控制振动与噪声的目的[1]。

在车身设计的不同阶段,车身刚度和模态分析和改进采用不同的措施和策略。

在早期的概念设计阶段,通常的做法是建立车身结构概念模型,即建立板壳单元模型,用梁单元模拟由几个零件围成的封闭截面(如A柱、B柱、C柱、门槛、门框上部、窗框、以及前后纵梁与底板围成的封闭截面等),保证其几何中心和惯性矩、扭转常量等几何特性相同;用壳单元模拟大的覆盖件,如顶盖、前围板、底板;用刚性单元和弹簧单元模拟车身主要接头;以车身主断面的几何特性(包括截面形状和厚度)以及接头刚度为变量,对车身刚度和模态进行灵敏度分析,以便在整车性能目标下对截面的形状进行合理的修改,对接头的刚度进行合理的分配。

国外20世纪80年代末期就开始了车身结构修改的灵敏度分析,Nicklas Bylund、Kan Ni等对接头和截面的特性对整车性能的影响进行了系统的研究,开发出了相应的计算机分析软件,且成功地应用于VOLVO车型的开发中[2~3]。

国外的研究表明,仅接头对车身的刚度贡献率就可能高达60%[2];福特公司对Taurus白车身的一阶弯曲模态试验表明,其中20%应变能分布在接头上,54%应变能分布在截面上;弯曲刚度试验中,12%应变能分布在接头上,32%应变能分布在截面上;一阶扭转模态试验表明,18%应变能分布在接头上,51%应变能分布在截面上;扭转刚度试验中,17%应变能分布在接头上,46%应变能分布在截面上。

某乘用车白车身模态分析

某乘用车白车身模态分析

2.07×10MPa,泊松比取μ=0.3,密度取ρ=7.83×10Ton/mm。

图1白车身有限元模型1.4白车身连接方式轿车白车身上大约有4000多个的焊点,一般由车身的六大部件焊接成型,包括地板总成、左右侧围、顶盖、下程为:式中:M、C、K分别为系统的质量、阻尼及刚度矩阵;为用物理坐标描述的位移列阵,ẋ(t)为用物理坐标描述将式1)两边通过拉氏变换可得令得其中Z(s)称为阻抗矩阵,代替s进行博氏域处理可得设有一点l,则可得其相应表达式如式(7)其中q r(ω)为阶模态坐标,φl r为测点动系数,N个测点的各阶振动系数组成向量,称为态向量。

由式(8)(9)(10)可得:将式(11)代入式(4)可得:自由振动,F(x)=0,C忽略不计,其运动微分方程可简化为式(13)的解得形式为将式(14)代入式(13)得故该方程有非零解的充要条件是其系数行列式为零,式(16)是特征值问题式的n次代数方程。

1459.09图2白车身第七阶模态振型云图3.2模态结果分析对车身结构的振动影响最大的因素是整车一阶弯曲模态频率与车身结构的整车一阶扭转模态频率,应着重考虑其影响。

因此应保证两者模态频率值至少相差3Hz,以防止一阶扭转模态频率与一阶弯曲模态频率相近或相等而出现耦合现象。

由表2所示,一阶弯曲模态频率与车身一阶扭转模态频率相差大于3Hz,可以防止发生耦合现象,所以设计符合要求。

4结论对某乘用车白车身通过Hyper Mesh软件来建立了车身结构有限元模型,分析了白车身结构模态特性,从而确定了白车身的振型和固有频率,得出了以下结论:①经过分析白车身结构模型一阶模态频率应该大于30Hz,而模态分析中白车身结构的一阶模态频率36.30Hz,设计符合要求。

②经分析白车身车身结构模型,得到一阶弯曲模态频率与一阶扭转模态频率数值相差大于3Hz,可以有效防止图3白车身第八阶模态振型云图图4白车身第九阶模态振型云图图5白车身第十阶模态振型云图图6白车身第十一阶模态振型云图心式旁通滤清器。

××车型白车身模态CAE分析报告模板

××车型白车身模态CAE分析报告模板

项目名称
××
数据版本
M0/2012.02.25
1/3
文件编号
项目 -CAE-NVH-
分析内容
所属部门
××车型白车身模态CAE分析报告模板
CAE部
1、分析目的 对× × 车型白车身模态进行校核。 2、使用软件 ① 前处理:HyperMesh v10.0 ② 求解器 NASTRAN2010 ③ 后处理:Hypermesh 10.0
3、模型及边界条件
图1:白车身有限元模型
3.1模型说明—白车身NVH焊接模型
3.2 车身材料说明
部件
钣金件 减震胶
材料
steel glue
弹性模量 泊松比 密度
210000 10
0.3 7.89E-9 0.49 1.10E-9
分析版次
REV1秘密级别源自绝密秘密对外保密
原件保管部门
资料室
审核
校对
制作
朱志峰 年-月-日
3.3工况说明—自由状态 , 频率范围 0----200Hz 4、计算结果—模态阵型云图
2 /3
3 /3
5、分析结论—分析结果是否满足设计要求 XX白车身模态频率是否满足设计要求。
6、优化方向—如分析结果不满足设计要求,对优化方案提供方向性建议
备注:
NVH仿真分析输入规范
●分析所需完整3D数模,含各部件数据,各总成焊点,螺栓连接,粘胶以及装配关系等; ●分析所需完整BOM表,含各部件材料料厚信息; ●如分析为非典型工况,则需提供分析所需载荷及边界条件。

轿车车身模态试验浅析

轿车车身模态试验浅析

轿车车身模态试验浅析轿车车身模态试验浅析摘要:轿车车身模态试验是对轿车车身结构的重要测试环节,本文将对轿车车身模态试验的定义、意义以及具体执行流程进行简要阐述,并对模态试验中常见的几种模态进行分析。

关键词:轿车车身模态试验;模态分析;振动模态一、引言轿车是一种常见的交通工具,而车身是轿车的核心部件,为车辆的稳定性、安全性、舒适性等方面提供了保障。

因此,车身的强度、刚度等参数是制定车辆设计方案的关键指标。

而轿车车身模态试验是对车身结构进行测试的重要环节,可用于分析车身的动态特性和抗扰性。

二、轿车车身模态试验的定义和意义1.定义轿车车身模态试验是通过对车身进行振动激励并记录振动响应,分析车身的固有频率、振动模态及其特性等方面,以评估车身结构的强度、刚度等参数的试验过程。

2.意义轿车车身模态试验可在车身设计的早期阶段,评估车身结构的强度、刚度等参数,从而确保车辆满足安全性、舒适性等方面的要求。

另外,试验结果可提供车辆的优化设计方案。

三、轿车车身模态试验的执行流程1.试验准备首先,需要确定试验参数,包括激振方式、激振位置、激振频率范围、激振幅值等。

然后,将其输入到振动控制系统中。

2.装置试验设备在试验前,需要在车身上安装加速度计和测量点传感器,用于测量振动响应。

同时,还需要安装激振器,向车身施加激振信号。

3.试验流程试验开始后,激振器向车身施加激振信号,控制系统将频率范围内的振动信号输入到车身,并记录车身的振动响应。

试验结束后,可以进行数据处理,包括模态分析、模态振型估计、模态参数计算等。

四、模态分析轿车车身模态试验中,模态分析是重要的试验环节,可用于分析车身的固有频率、模态振型及其特性,从而评估车身结构的强度、刚度等参数。

1.模态振型模态振型是指车身在其固有频率下的振动特征,如振动幅值、振动形态、振动方向等。

通过对模态振型的分析,可以评估车身结构的刚度、载荷响应等参数。

2.振动模态振动模态是指车身在振动时产生的不同振型,包括垂向振动、横向振动、转向振动等。

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汽车车身模态分析研究综述北京信息科技大学研1202班姓名:曹国栋学号:2012020045摘要:车身是汽车的关键总成。

它的构造决定了整车的力学特性,对白车身进行模态分析不仅能考察车身结构的整体刚度特性,而且可以指导人们对车身结构进行优化以及响应分析。

因此,研究车身模态分析具有重要的意义。

本文综述了近几年国内外在车身模态分析领域内的研究,总结了研究理论和试验方法,并进行归纳。

最后,对未来的研究工作提出了一些展望。

关键词:车身;模态分析;有限元模态;试验模态;结构优化0 前言随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高,计算机辅助设计和分析技术几乎涵盖了涉及汽车性能的所有方面,如刚度、强度、疲劳寿命、振动噪声、运动与动力性分析、碰撞仿真和乘员保护、空气动力学特性等,各种计算机辅助设计软件为汽车设计提供了一个工具平台,极大地方便了汽车的设计。

车辆在行驶过程中,车身结构在各种振动源的激励下会产生振动,如发动机运转、路面不平以及高速行驶时风力引起的振动等。

如果这些振源的激励频率接近于车身整体或局部的固有频率,便会发生共振现象,产生剧烈振动和噪声,甚至造成结构破坏。

为提高汽车的安全性、舒适性和可靠性,就必须对车身结构的固有频率进行分析,通过结构设计避开各种振源的激励频率。

车身结构模态分析是新车型开发中有限元法应用的主要领域之一,是新产品开发中结构分析的主要内容。

尤其是车身结构的低阶弹性模态,它不仅反映了汽车车身的整体刚度性能,而且是控制汽车常规振动的关键指标,应作为汽车新产品开发的强制性考核内容。

有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识汽车结构动态性能的一种有效的手段,在汽车车身动态性能研究中得到了广泛应用。

采用有限元方法对白车身进行模态分析,识别出车身结构的模态参数,并通过模态试验验证了有限元模型的正确性,为改型设计提供参考依据,是汽车开发设计与优化的一般流程。

因此,研究车身结构模态分析,进行车身轻量化设计和优化,对于提高国产轿车的自开发与科技创新能力,具有重要的理论意义和工程实用价值。

1 车身模态分析的一般理论1.1 模态分析基本理论模态分析的经典定义即以模态矩阵作为变换矩阵,将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标进行坐标转换变到模态坐标上,从而使系统在原来坐标下的耦合方程变成一组互相独立的二阶常微分方程进而成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程[1]。

在实际的结构动力分析中,一般将连续结构离散化为一个具有n个有限自由度的多自由度离散系统,对于具有任意粘性阻尼的系统,矩阵是n ×n 维的方阵,其振动微分方程为:[]{}[]{}[]{}{()}M x C x K x f t ++= (1)式中:[]M —系统的质量矩阵;[]C —阻尼矩阵;[]K —刚度矩阵;{}x {}x 及{}x—列向量;{}x 是加速度向量;{}x 是速度向量;{}x 是位移向量;{()}f t —外力向量。

对于无阻尼自由振动系统,其振动微分方程为:[]{}[]{}{0}M x K x += (2)设无阻尼自由振动的解为:{}{}sin()x t φωϕ=+ (3)将此解代入,得2([][]){}{0}K M ωφ-= (4)其特征方程为:2[][]0K M ω-= (5)式(5)是一个关于2ω的n 阶多项式,可以解出方程的n 个根21ω、22ω、…、2n ω,这n 个根的算术平方根即为系统的无阻尼固有频率。

将固有频率i ω代入式(4),可求得一组振幅向量{}φ的相对值,用向量{}i φ表示,由此即可解出系统的第i 阶主振型,也称为模态振型。

当结构振动时,它在任何时候的运动是正交模态的线形组合。

通常采用质量归一化的方法,获取正则模态[1]。

1.2 车身模态分析基本理论汽车由多个系统组成,为了防止系统间产生共振现象,在汽车开发过程中往往需要对汽车各系统进行模态频率范围规划,模态频率规划表是整车及零部件结构动态特性设计的最重要指南。

车身的模态分析主要是计算其固有频率和振型,可在白车身无阻尼自由振动状态下进行计算。

评价车身模态应遵循两点原则:1)车身的低阶固有频率即一阶扭转或一阶弯曲频率的值应高于与之相连结构的固有频率即悬架下结构的固有频率和车架的固有频率,以避免发生整车的共振现象;2)结构振型应尽量光滑,避免有突变[2]。

对汽车车身模态分析结果的评价目前尚无统一的指标,大致可分为两类分析评价和类比评价。

分析评价法认为,结构的动态响应由外界激励频率和该频率下激励分量大小以及结构本身的固有频率和振型决定。

类比评价法以经过实践检验的性能较好的同类车型的模态特性为参考进行评价。

一般,车身整体模态设计基本遵循几个指标:1)车身整体模态频率高于路面不平度引起的激振频率至少3倍以上;2)在低频段1~80Hz范围内,车身模态要分布合理,并且模态密度分布均匀;3)车身的模态要与前后悬架系统模态,动力总成刚体模态分离开,分离频率至少大于5Hz;4)车身模态频率要与发动机怠速和常用工况激振频率分离;5)车身弯曲模态要与车身声腔模态分离。

当然,对于车身而言这些指标是不够的。

需要控制的环节还涉及车身结构板,开闭件等安装状态下的共振频率[3]。

2 国内车身模态分析研究现状最近几年,由于国家大力发展汽车产业,人们对于汽车舒适性的要求越来越高,于是汽车厂商逐渐重视汽车车身试验模态分析,并将其作为新车开发过程中的必须环节。

近几年来,我国的一些高校及科研机构在车身模态分析领域做了很多研究,取得了很大进展,但是同国外的技术还相差甚远。

主要集中在有限元模态分析、试验模态分析及其方法上的研究。

2.1 有限元模态分析研究现状与试验模态分析方法不同,有限元等数值模拟技术可以在汽车设计初期预测车身结构的模态参数、尽可能避免相关设计缺陷、及时修改及优化设计方案,从而大大缩短产品开发周期。

有限元模态分析常与灵敏度分析相结合,完成车身优化设计。

模型的好坏直接影响到计算精度,有限元模型的形式将对计算过程产生很大的影响,合理的模型既能保证计算精度,又不致使计算量过大和对计算机存贮容量的要求过高。

对于车身有限元模型,应具有足够的准确性,要能反映工程结构的主要力学特性、结构的实际状况,既要考虑形状与构成的一致性,又要考虑支撑情况和边界约束条件的一致性。

但计算模型不应过于复杂,否则将会花费更多的时间、人力、物力进行数据处理,使计算费用大大增加[4]。

吉林大学的高云凯、蓝晓理、陈鑫等人通过建立国产某中级轿车车身焊接总成的模态分析有限元模型,并利用该模型对该车车身主要低级弹性模态进行结构修改灵敏度分析。

提出了车身基本抗扭承载区及空间基本抗弯盒的概念,后座椅下横梁、中地板、门槛与前轮置后板构成了车身基本抗扭承载区;以乘客舱结构件为主要的顶盖、前地板、中地板、门槛、转向柱横梁、后座椅下横梁、前轮罩后板、前悬挂固定座A、B、C立柱及后风窗立柱构成了车身空间基本抗弯盒,并发现它们是车身低阶模态频率修改的最关键结构件[5]。

同济大学的沈浩、陈昌明、雷雨成等人以某客车为例,分别比较研究了梁单元和板壳单元等不同单元模拟方式、约束和自由等不同边界条件、以发动机为代表的总成考虑与否等对车身模态计算结果的影响。

得出结论:在模态有限元分析过程中,若能够用梁单元模拟结构,则可以不用板壳单元模拟;使用类比评价方法,可以只以白车身为分析对象,对客车而言,若使用分析评价方法,应充分考虑各部件对结构的影响;各部件刚度及与车身连接刚度对整车结构的模态特性影响较大,其刚度参数确定及影响分析需深入研究。

为模态分析应用于车身设计提供依据[6]。

合肥工业大学的石琴等人采用结构件厚度优化的方法对车身结构的模态进行控制。

通过建立某轿车白车身有限元模型,并考虑了白车身覆盖件板厚对一阶弯曲和扭转模态频率的影响及灵敏度分析,基于灵敏度分析结果抽取对模态频率影响较大的部件进行优化分析,以提高白车身一阶扭转频率为目标进行优化,以增强白车身强度[7]。

合肥工业大学的杨年炯等人以有限元模态分析和试验模态分析的相关理论为基础,对某轿车白车身的模态进行了研究。

通过HyperMesh建立了白车身有限元模型,并用梁单元模拟焊点。

并在Nastran软件中用Lanczos方法对白车身进行了模态分析,得到白车身的固有频率及各阶振型。

然后,采用随机信号对白车身进行两点激励,用多点拾振方法采集响应信号,将信号处理后,得到白车身的固有频率及对应的振型。

通过对比有限元模态分析结果和试验结果,验证了所建有限元模型的有效性[8]。

清华大学的周长路、范子杰等人采用有限元法对某微型客车白车身结构进行模态分析。

通过建立白车身结构的有限元模型,计算在自由状态下该白车身结构的振动模态,并提出了鉴别整体模态与局部模态的方法。

计算结果与试验结果进行了对比分析,结果表明所建立的有限元模型基本反映了原结构的振动特性[9]。

东北大学的杨英等人以某轿车白车身为研究对象,基于有限元和静动态理论,在HyperMesh软件中,对白车身焊点进行合理描述,建立了白车身有限元模型。

用MSC.Nastran软件对白车身进行了模态模拟分析,得到白车身的固有频率及对应的各阶振型之间的关系。

在试验中,采用固定式激振器对白车身进行单点激振,用多点拾振方法采集响应信号,通过对响应信号的分析处理,得到白车身的固有频率及对应的振型关系。

将试验结果与理论分析结果进行对比,验证了白车身有限元模型的有效性。

基于有限元模型,提出利用各阶模态的应变能分布。

确定车身结构弹性变形最大位置的方法,可以有针对性地加强车身的局部刚度。

研究表明,利用有限元模型对白车身进行模态分析,对于提高车身的局部刚度和动态特性、优化车身结构、缩短产品开发周期、节省开发费用具有重要意义[10]。

华南理工大学的林辉、陈吉清等人基于有限元分析方法,对车身结构的弯曲刚度、扭转刚度和低阶模态进行研究。

建立某轿车的有限元模型,根据其刚度、模态分析结果和该车身的受力特点,通过调整关键结构件的厚度参数以及修改主要接头的连接关系和截面形状,成功地使车身刚度和模态性能达到设计要求[11]。

湖南大学的崔向阳、李光耀等人针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。

壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。

问题模型首先离散成可自动生成的非结构三角形网格,并在三角形网格的基础上进一步形成基于边的积分区域。

提出一种基于边的局部坐标系统,并在局部坐标系内通过梯度光滑技术获得积分域内的光滑应变,从而调节系统刚度,有效地改善结果的精度。

基于光滑迦辽金格式构造离散系统方程,并建立基于边光滑三角形壳元的刚度矩阵和质量矩阵列式,对复杂的汽车车身部件进行模态分析。

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