车架CAE模态分析过程
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七
结 果 读 取
2021/3/8
38
CAE
7.2模态振型 一扭：6.07Hz，节点X向在第二第三横梁，Y向在各横梁中心位置。
七
结 果 读 取
2021/3/8
39
CAE
7.2模态振型 Y向一弯：16.11Hz，节点在一二横梁之间和三四横梁之间。
七
结 果 读 取
2021/3/8
40
CAE
7.2模态振型 Z向一弯：20.73Hz，节点在一二横梁之间和三四横梁之间。
45
六
模 态 设 置
2021/3/8
32
CAE
6.5定义控制卡片 sol控制卡片
六
模 态 设 置
2021/3/8
33
CAE
6.5定义控制卡片 param控制卡片
六
模 态 设 置
2021/3/8
34
CAE
6.导出计算 导出nastran计算文件，使用nastran进行计算。
六
模 态 设 置
2021/3/8
2021/3/8
3
CAE
1.3CAE模态分析的意义
一个系统的模态是其系统的固有性能，通过模态测试和模态CAE分析 都能分析出系统的模态。
一
分析出系统的模态后，可以根据模态频率之间的解耦，解决模态频率
相同或接近引起的共振问题；可以根据模态振型，合理布置零部件之
分
间的连接；可以根据模态阻尼，采取降低阻尼的办法减小振动。
五
质 量 检 查
2021/3/8
22
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
七
结 果 读 取
2021/3/8
41
CAE
7.2模态振型 二扭：28.29Hz。
七
结 果 读 取
2021/3/8
42
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
2021/3/8
43
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
2021/3/8
44
谢谢!
2021/3/8
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
27
CAE
6.1定义约束 自由模态不需要定义约束，但前6阶将为自由模态。
六
模 态 设 置
2021/3/8
28
CAE
6.2定义载荷 模态不需要定义载荷。
六
模 态 设 置
2021/3/8
29
CAE
6.3定义模态范围 使用阶数定义模态范围时不要忘记自由模态前6阶问题。
析
意
进行CAE模态分析可以在系统设计的初期就进行系统的模态计算分析，
而不用等到样件制造出来后再进行试验。从而有效的节省了人力成本，
义
时间成本，以及制造成本。
2021/3/8
4
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
12
CAE
3.3网格划分 Element Split-劈单元的荡然区域和方法
三
网 格 划 分
2021/3/8
13
CAE
3.3网格划分 防止干涉的要求
三
网 格 划 分
2021/3/8
圆角处理
14
CAE
3.4建立材料 常用材料： 钢材E:2.1e+5
三
NU:0.3 RHO:7.85e-9
网 格 划 分
一
通过对结构或部件的试验数据的处理和分析，寻求其“模态参数”。
1.2模态分析基本原理
模态分析有很多种方法，仅介绍频域法模态拟合的基本原理：
分
经离散化处理后，一个结构的动态特性可由N 阶矩阵微分方程描述：
析
意
经过拉普拉斯变换等处理，可得到频率响应函数矩阵H(ω)，该矩阵中
义
矩阵中第i行第j列的元素
ωr、ξr 、Φr分别称为第r 阶模态频率、模态阻尼比和模态振型 。
辛雨 2012年12月
2021/3/8
1
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
2
CAE
1.1 模态分析的定义
模态分析实质上是一种坐标变换，其目的在于把原物理坐标系统中
描述的相应向量，转换到“模态坐标系统”中来描述，模态试验就是
通用2D网格标准
采用10mm，允许出现小单元，但最小尺寸不能小于2mm。基本参数
如下：
1、Min size 5mm, max interior angle quad: 135
2、max length 15mm, min interior angle quad: 45
3、aspect ratio 5, max interior angle tria: 120
CAE
5.2qualityindex检查
五
质 量 检 查
2021/3/8
24
CAE
5.3 F10检查
五
质 量 检 查
2021/3/8
25
CAE
五
质 量 检 查
2021/3/8
5.3 质量一般要求 aspect ratio≤4 skew≤40 o warpage≤15 o 45 o≤angle（quad）≤135 o 20 o≤angle（tria）≤120 o jacobian≥0.6 TRIA单元数≤6%；除结构限制外，不允许有两个以上的TRIA单元连在 一起。
2021/3/8
15
CAE
3.5建立属性 Shell 厚度：T Psolid
三
网 格 划 分
2021/3/8
16
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
17
CAE
4.1 刚性连接 rbe2
四
部 件 连 接
六
模 态 设 置
2021/3/8
30
CAE
6.4定义工作步 Output----displacement---arguments---argument2 Displacement(plot)=all
六
模 态 设 置
2021/3/8
31
CAE
6.5定义控制卡片 模态分析需要定义sol和param两个控制卡片
三
网 格 划 分
2021/3/8
11
CAE
3.3 网格划分
细节要求
螺栓孔：R6以上的安
三
装孔以带一层washer
的至少6个节点模拟，
washer宽度尽量与孔
半径相等；R4~6的安
网
装孔以4个节点模拟；
格
R4以下的孔删除，只 留圆心。
划
分
2021/3/8
倒角处理： R5以下的 倒角忽略，R5以上宽度 5~8mm用1层单元表示， 宽度大于8mm用2层以 上的单元表示
2021/3/8
18
CAE
4.2 螺栓连接
四
部 件 连 接
2021/3/8
19
CAE
4.3 焊点连接
四
部 件 连 接
2021/3/8
20
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
21
CAE
5.1自由边检查
35
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
36
CAE
7.1结果导入 使用hyperview软件，导入模态计算结果。
七
结 果 读 取
2021/3/8
37
CAE
7.2模态频率结果 计算了20阶模态，前6阶为刚体模态，频率为零。计算出的第7阶模态 频率为车架第一阶弹性模态，为6.07Hz。
2021/3/8
7
CAE
3.1 几何模型的导入 stp文件，igs文件等标准格式
三
Leabharlann Baidu网 格 划 分
2021/3/8
8
CAE
3.2 几何清理 板单元：抽中面
三
网 格 划 分
2021/3/8
9
CAE
3.2 几何清理 螺栓孔处理：washer
三
网 格 划 分
2021/3/8
10
CAE
3.3 网格划分
4、warpage 10 min interior angle tria: 20
5、skrew angle: 45 jacobi 0.6 %of trias: <7%
6、单元检查，一定要在HyperMesh模块下画网，不能在Nastran模块
下。（为软件BUG）
26
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
2021/3/8
5
CAE
CAD数
二
模
分
几何处
析
理
流
程
网格处 理
2021/3/8
建立材 料
质量检 查
连接单 元
建立属 性
CAE结 果
建立约 束
导出计 算
建工作 步
控制卡 片
6
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
结 果 读 取
2021/3/8
38
CAE
7.2模态振型 一扭：6.07Hz，节点X向在第二第三横梁，Y向在各横梁中心位置。
七
结 果 读 取
2021/3/8
39
CAE
7.2模态振型 Y向一弯：16.11Hz，节点在一二横梁之间和三四横梁之间。
七
结 果 读 取
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40
CAE
7.2模态振型 Z向一弯：20.73Hz，节点在一二横梁之间和三四横梁之间。
45
六
模 态 设 置
2021/3/8
32
CAE
6.5定义控制卡片 sol控制卡片
六
模 态 设 置
2021/3/8
33
CAE
6.5定义控制卡片 param控制卡片
六
模 态 设 置
2021/3/8
34
CAE
6.导出计算 导出nastran计算文件，使用nastran进行计算。
六
模 态 设 置
2021/3/8
2021/3/8
3
CAE
1.3CAE模态分析的意义
一个系统的模态是其系统的固有性能，通过模态测试和模态CAE分析 都能分析出系统的模态。
一
分析出系统的模态后，可以根据模态频率之间的解耦，解决模态频率
相同或接近引起的共振问题；可以根据模态振型，合理布置零部件之
分
间的连接；可以根据模态阻尼，采取降低阻尼的办法减小振动。
五
质 量 检 查
2021/3/8
22
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
七
结 果 读 取
2021/3/8
41
CAE
7.2模态振型 二扭：28.29Hz。
七
结 果 读 取
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42
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
2021/3/8
43
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
2021/3/8
44
谢谢!
2021/3/8
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2021/3/8
27
CAE
6.1定义约束 自由模态不需要定义约束，但前6阶将为自由模态。
六
模 态 设 置
2021/3/8
28
CAE
6.2定义载荷 模态不需要定义载荷。
六
模 态 设 置
2021/3/8
29
CAE
6.3定义模态范围 使用阶数定义模态范围时不要忘记自由模态前6阶问题。
析
意
进行CAE模态分析可以在系统设计的初期就进行系统的模态计算分析，
而不用等到样件制造出来后再进行试验。从而有效的节省了人力成本，
义
时间成本，以及制造成本。
2021/3/8
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CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
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五
四
三
二
一
结
模
质
部
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分
分
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态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
12
CAE
3.3网格划分 Element Split-劈单元的荡然区域和方法
三
网 格 划 分
2021/3/8
13
CAE
3.3网格划分 防止干涉的要求
三
网 格 划 分
2021/3/8
圆角处理
14
CAE
3.4建立材料 常用材料： 钢材E:2.1e+5
三
NU:0.3 RHO:7.85e-9
网 格 划 分
一
通过对结构或部件的试验数据的处理和分析，寻求其“模态参数”。
1.2模态分析基本原理
模态分析有很多种方法，仅介绍频域法模态拟合的基本原理：
分
经离散化处理后，一个结构的动态特性可由N 阶矩阵微分方程描述：
析
意
经过拉普拉斯变换等处理，可得到频率响应函数矩阵H(ω)，该矩阵中
义
矩阵中第i行第j列的元素
ωr、ξr 、Φr分别称为第r 阶模态频率、模态阻尼比和模态振型 。
辛雨 2012年12月
2021/3/8
1
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
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分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
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2
CAE
1.1 模态分析的定义
模态分析实质上是一种坐标变换，其目的在于把原物理坐标系统中
描述的相应向量，转换到“模态坐标系统”中来描述，模态试验就是
通用2D网格标准
采用10mm，允许出现小单元，但最小尺寸不能小于2mm。基本参数
如下：
1、Min size 5mm, max interior angle quad: 135
2、max length 15mm, min interior angle quad: 45
3、aspect ratio 5, max interior angle tria: 120
CAE
5.2qualityindex检查
五
质 量 检 查
2021/3/8
24
CAE
5.3 F10检查
五
质 量 检 查
2021/3/8
25
CAE
五
质 量 检 查
2021/3/8
5.3 质量一般要求 aspect ratio≤4 skew≤40 o warpage≤15 o 45 o≤angle（quad）≤135 o 20 o≤angle（tria）≤120 o jacobian≥0.6 TRIA单元数≤6%；除结构限制外，不允许有两个以上的TRIA单元连在 一起。
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CAE
3.5建立属性 Shell 厚度：T Psolid
三
网 格 划 分
2021/3/8
16
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
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CAE
4.1 刚性连接 rbe2
四
部 件 连 接
六
模 态 设 置
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CAE
6.4定义工作步 Output----displacement---arguments---argument2 Displacement(plot)=all
六
模 态 设 置
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31
CAE
6.5定义控制卡片 模态分析需要定义sol和param两个控制卡片
三
网 格 划 分
2021/3/8
11
CAE
3.3 网格划分
细节要求
螺栓孔：R6以上的安
三
装孔以带一层washer
的至少6个节点模拟，
washer宽度尽量与孔
半径相等；R4~6的安
网
装孔以4个节点模拟；
格
R4以下的孔删除，只 留圆心。
划
分
2021/3/8
倒角处理： R5以下的 倒角忽略，R5以上宽度 5~8mm用1层单元表示， 宽度大于8mm用2层以 上的单元表示
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18
CAE
4.2 螺栓连接
四
部 件 连 接
2021/3/8
19
CAE
4.3 焊点连接
四
部 件 连 接
2021/3/8
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CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
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析
析
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划
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查
接
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义
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CAE
5.1自由边检查
35
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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五
四
三
二
一
结
模
质
部
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分
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果
态
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格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
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CAE
7.1结果导入 使用hyperview软件，导入模态计算结果。
七
结 果 读 取
2021/3/8
37
CAE
7.2模态频率结果 计算了20阶模态，前6阶为刚体模态，频率为零。计算出的第7阶模态 频率为车架第一阶弹性模态，为6.07Hz。
2021/3/8
7
CAE
3.1 几何模型的导入 stp文件，igs文件等标准格式
三
Leabharlann Baidu网 格 划 分
2021/3/8
8
CAE
3.2 几何清理 板单元：抽中面
三
网 格 划 分
2021/3/8
9
CAE
3.2 几何清理 螺栓孔处理：washer
三
网 格 划 分
2021/3/8
10
CAE
3.3 网格划分
4、warpage 10 min interior angle tria: 20
5、skrew angle: 45 jacobi 0.6 %of trias: <7%
6、单元检查，一定要在HyperMesh模块下画网，不能在Nastran模块
下。（为软件BUG）
26
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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5
CAE
CAD数
二
模
分
几何处
析
理
流
程
网格处 理
2021/3/8
建立材 料
质量检 查
连接单 元
建立属 性
CAE结 果
建立约 束
导出计 算
建工作 步
控制卡 片
6
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
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五
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三
二
一
结
模
质
部
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