车架CAE模态分析过程

3、aspect ratio 5, max interior angle tria: 120
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
辛雨 2019年12月
七
六
五
四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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
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
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”。
五
质 量 检 查
CAE
5.2qualityindex检查
五
质 量 检 查
CAE
5.3 F10检查
五
质 量 检 查
5.3 质量一般要求
aspect ratio≤4
skew≤40 o
warpage≤15 o
五
45 o≤angle（quad）≤135 o
20 o≤angle（tria）≤120 o
CAE
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
CAE
4.1 刚性连接 rbe2
四
部 件 连 接
CAE
4.2 螺栓连接
四
部 件 连 接
CAE
4.3 焊点连接
四
部 件 连 接
七
六
五
四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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
CAE
5.1自由边检查
三
网 格 划 分
CAE
3.2 几何清理 板单元：抽中面
三
网 格 划 分
CAE
3.2 几何清理 螺栓孔处理：washer
三
网 格 划 分
CAE
3.3 网格划分
三
网 格 划 分
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
CAE
点模拟，washer宽
度尽量与孔半径相等；
材料
CAE
分
几何
质量
析
处理
检查
流
程
网格 处理
连接 单元
建立
CAE
属性
结果
建立 约束
导出 计算
建工 作步
控制 卡片
七
六
五
四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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
CAE
3.1 几何模型的导入 stp文件，igs文件等标准格式
块下。（为软件BUG）
七
六
五
四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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
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
CAE
6.2定义载荷 模态不需要定义载荷。
六
模 态 设 置
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
CAE
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 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。
分
析
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
意
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
义
成本，时间成本，以及制造成本。
七
六
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四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
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
CAD
建立
二
数模
网
R4~6的安装孔以4个 节点模拟；R4以下的
格
孔删除，只留圆心。
划
分
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
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
Fra Baidu bibliotek
CAE
3.3网格划分 防止干涉的要求
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
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
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。
七
结 果 读 取
CAE
7.2模态振型 二扭：28.29Hz。
七
结 果 读 取
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
CAE
7.2模态振型 局部模态：38.05Hz。
七
结 果 读 取
谢谢!
六
模 态 设 置
CAE
6.5定义控制卡片 sol控制卡片
六
模 态 设 置
CAE
6.5定义控制卡片 param控制卡片
六
模 态 设 置
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
七
六
五
四
三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
三
网 格 划 分
圆角处理
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
CAE
3.5建立属性 Shell 厚度：T Psolid
三
网 格 划 分
七
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三
二
一
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
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
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
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。
七
结 果 读 取
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。
六
模 态 设 置
CAE
6.4定义工作步 Output----displacement---arguments---argument2 Displacement(plot)=all
六
模 态 设 置
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
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
质
在一起。
量
通用2D网格标准
检
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：
查
1、Min size 5mm, max interior angle quad: 135
2、max length 15mm, min interior angle quad: 45
1.2模态分析基本原理
CAE
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
中矩阵中第i行第j列的元素
义
ωr、ξr 、Φr分别称为第r 阶模态频率、模态阻尼比和模态振型 。