基于有限元分析的客车振动试验研究
有限元法与试验法相结合进行客车车架结构分析
第20卷第6期2004年12月机械设计与研究Machine Design and Research Vol.20No.6Dec.,2004收稿日期:2004-06-21文章编号:100622343(2004)062065202有限元法与试验法相结合进行客车车架结构分析梁新华, 朱 平, 林忠钦, 何 俊, 张 彦(上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200030,E 2mail :lxh @ ) 摘 要:对一大客车车架有限元计算方法进行了讨论,并辅以模态试验和强度刚度试验来校验有限元计算结果。
详细论述了有限元建模技术和两种危险工况下加载等方面的关键技术,对此类客车车架的静态和动态分析有一定借鉴作用。
关键词:客车车架;有限元法;试验法中图分类号:TH123 文献标识码:A 众所周知,利用有限元法进行结构分析可以减少成本、缩短工作周期。
而且只要保证模型的准确性,就能得到精确的计算结果。
因而,在大客车的设计、制造和改进过程中引入有限元法是必要而有意义的。
目前,有限元方法在汽车设计方面的应用已非常广泛,利用有限元技术对汽车车身利车架进行强度刚度分析的文献也很多,但如何能够真实地反映实车的力学性能,如何能更准确地描述实际受力情况,还需要更进一步的研究。
本文对一旅游客车的车架进行有限元仿真分析,并利用模态实验对有限元模型进行校正,分析时主要对单轮悬空和制动两种危险工况进行强度和刚度核核。
1 模态分析 本文分析的车架属于三段式结构,整个车架由前、后车架和行李箱车架组成。
由于中间行李架结构是由标准的矩形钢管和槽钢组成,所以本文对行李架采用了梁单元,对受力较大、结构较复杂的前后车架采用了壳单元建模,这样建模的优点在于计算结果在能反映重点部分实际工况下的变形、应力分布情况的同时,减少建模的工作量,节省计算时间,降低了计算成本。
车架主要采用材料的特性参数如表1所示。
表1 材料参数名称弹性模量(N/mm 2)泊松比密度(kg/mm 3)强度极限(N/mm 2)屈服强度(N/mm 2)09SiV 2.1×1050.37.85×10-6550330A32.1×1050.37.85×10-6380230 建正准确的有限元模型是确保计算结果正确的关键,由于实际情况的复杂性,使得有限元模型必须作很多简化,这些简化会使计算产生误差,如何校正模型以及检验模型的准确性,就必须借助于实验。
利用CAE方法分析某客车整车共振问题
利用CAE方法分析某客车整车共振问题
万鹏程;陈剑
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2007(027)001
【摘要】通过对客车结构进行合理的简化和等效,在建立了客车主要承载结构的几何模型的基础上,建立了能反映客车结构动态特性的有限元模型.随后对客车的有限元模型进行模态分析,计算出整车结构的固有频率和主要振型,并将模态分析结果与测试结果对比.经过分析,查明了问题客车运行时产生整车共振的原因,为进一步解决客车共振问题提供了可靠的理论依据.
【总页数】3页(P54-56)
【作者】万鹏程;陈剑
【作者单位】合肥工业大学,机械与汽车工程学院,合肥,230009;合肥工业大学,机械与汽车工程学院,合肥,230009
【正文语种】中文
【中图分类】U4
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1.利用CAE技术对某客车车架结构变更进行对标分析 [J], 张青
2.客车运行中常出现的"莫名其妙"问题——电磁兼容问题(连载)(二)客车整车的EMC要求 [J], 刘青松;丁良旭
3.基于CAE方法探讨客车整车共振问题 [J], 肖华
4.基于CAE方法探讨客车整车共振问题 [J], 肖华[1]
5.客车运行中常出现的“莫名其妙”问题——电磁兼容问题(连载) (三)客车整车及其零部件电磁兼容的关系 [J], 刘青松;丁良旭
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客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告
客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、题目客车车身有限元建模与静动态特性分析二、研究背景随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对公共交通工具的需求也不断增加。
客车作为一种重要的公共交通工具，在运输领域中发挥着重要的作用。
客车车身是客车的重要组成部分，其结构设计和性能对于提高客车的运行效率和舒适性具有重要意义。
因此，对客车车身的有限元建模和静动态特性分析具有重要的研究意义。
三、研究目的本研究旨在对客车车身进行有限元建模和静动态特性分析，其具体研究目的如下：1. 建立客车车身的有限元模型，分析其结构特点和受力情况。
2. 对客车车身进行静态特性分析，包括应力、应变、变形等方面。
3. 对客车车身进行动态特性分析，包括共振频率、阻尼比、振动模态等方面。
4. 根据分析结果提出优化建议，以提高客车车身的结构和性能。
四、研究内容和方法1.建立客车车身的有限元模型，将各个部件合理地进行建模和组装，其中包括主要的结构组件：前稳定杠、前弹簧、车架前横梁、车身、车架后横梁、后弹簧、后稳定杠等。
2.载荷计算和静态分析，包括应力、应变、位移等的计算和分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。
3.动态分析，包括求解客车车身振动系统的共振频率、阻尼比和振动模态，探究客车车身在运行中的动态性能。
4.优化建议，根据有限元分析结果提出改进的设计建议，以提高客车车身的结构和性能。
五、预期结果通过对客车车身的有限元建模和静动态特性分析，预期可以得到以下结果：1. 客车车身的结构组成和受力情况的清晰、准确的认识。
2. 客车车身在静态和动态方面的特性分析结果。
3. 针对客车车身的缺陷，提出优化建议以改进其结构和性能。
六、研究意义1. 有限元模型的建立和分析可以为客车车身的设计和制造提供重要参考。
2. 静动态特性的分析结果可以检验客车车身的可靠性和安全性。
3. 优化建议的提出可以改进客车车身的结构和性能，提高其性价比和市场竞争力。
七、研究进度安排1. 完成对客车车身的有限元建模和静态分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。
客车车身振动和声学特性的仿真及改进研究的开题报告
客车车身振动和声学特性的仿真及改进研究的开题报告一、研究背景与意义随着人们对交通工具舒适性要求的不断提高，客车的乘坐质量成为车辆设计中不可忽视的因素之一。
其中，客车车身振动和声学特性直接影响乘客的舒适感受。
因此，开展客车车身振动和声学特性的仿真及改进研究，旨在优化客车的乘坐质量，提高客车的市场竞争力。
二、研究内容与目标本研究将采用数值仿真方法，模拟客车车身振动和声学特性。
具体研究内容包括：1.建立客车的有限元模型，分析车身的振动情况；2.利用声场分析方法，分析客车车内噪声的传播规律和音质；3.评估客车车身振动和声学特性对乘客的影响，提出相应的改进措施；4.优化客车结构，减少车身振动，提高车内声学舒适度；5.通过实验验证仿真结果的准确性，进一步完善研究内容。
本研究的目标是：1.建立客车车身振动和声学特性的仿真模型；2.分析客车车身振动和声学特性的影响因素，并提出相应的改进措施；3.优化客车结构，提高车身振动的控制水平，并降低车内噪声的传播；4.为客车设计提供有益的启示和参考。
三、预期结果本研究预期能够：1.建立客车车身振动和声学特性的仿真模型，较为准确地模拟车身振动和车内声学特性；2.分析客车车身振动和声学特性的影响因素，并提出相应的改进措施；3.证明优化客车结构能够在一定程度上降低车身振动和车内噪声的传播；4.为客车设计提供有益的启示和参考。
四、研究方法本研究采用数值仿真和实验相结合的方法，具体包括：1.建立客车的有限元模型，分析车身的振动情况；2.采用声场分析方法，分析客车车内噪声的传播规律和音质；3.设计实验方案，比较仿真结果和实验数据，验证仿真模型的准确性；4.依据仿真和实验结果，提出相应的改进措施。
五、进度安排本研究计划在两年内完成，具体安排如下：第一年：1.收集相关资料，熟悉客车车身振动和声学特性的相关知识；2.建立客车的有限元模型，对车身振动进行仿真分析；3.采用声场分析法，对客车车内噪声进行仿真分析。
客车车身振动仿真分析
客车车身振动仿真分析
张焱;左言言;宋乃华;徐超
【期刊名称】《拖拉机与农用运输车》
【年(卷),期】2008(35)5
【摘要】首先建立了汽车车身结构的有限元模型,并进行了有限元计算模态分析;通过比较计算模态和试验模态,验证了车身结构有限元模型的正确性;基于模态分析的结果,提出了车身减振的改进方案,并且对改进前后的车身结构进行动态特性仿真分析,仿真分析结果表明,该改进方案能有效减轻车身结构的振动,可以作为控制车身振动,进而控制车内低频噪声的一条途径。
【总页数】3页(P43-44)
【关键词】模态分析;有限元;动态特性;车身减振
【作者】张焱;左言言;宋乃华;徐超
【作者单位】江苏大学振动噪声研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U463.822
【相关文献】
1.基于ANSYS的某客车车身骨架振动特性分析 [J], 刘文彬;汪小朋
2.客车车身骨架随机振动谱分析 [J], 许力;张代胜
3.基于振动疲劳的某微型客车车身疲劳分析 [J], 邢志伟;惠延波;冯兰芳;王宏晓;夏兆义
4.发动机激励下客车车身怠速振动仿真研究 [J], 袁爽;杨啟梁;胡溧;龚海清
5.城镇客车车身振动特性仿真分析 [J], 王建美;冯理
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基于有限元分析的大客车车身结构强度优化的开题报告
基于有限元分析的大客车车身结构强度优化的开题
报告
1.选题背景
近年来，大客车在公路交通中的运输任务越来越重，其安全性和耐久性与人们的生命财产安全直接相关。
在这个背景下，对大客车车身结构进行优化设计，提高其强度和稳定性，有着重要的现实意义。
有限元分析作为一种有效的工程分析方法，被广泛应用于车身结构设计和优化中。
2.选题目的
本课题旨在基于有限元分析方法，对大客车车身结构进行强度和稳定性优化设计，以提高其安全可靠性。
3.主要研究内容和方法
（1）大客车车身结构强度分析：使用有限元分析软件对大客车车身结构进行强度分析，找出结构中的薄弱环节。
（2）车身结构优化设计：根据强度分析结果，对车身结构中的薄弱环节进行设计优化，提高车身结构强度和稳定性。
（3）性能验证：对优化后的车身结构进行有限元分析，验证其强度和稳定性满足设计要求。
4.预期成果
（1）得出大客车车身结构的有限元分析结果，确定薄弱环节。
（2）设计优化后的车身结构，提高其强度和稳定性。
（3）验证优化后车身结构的强度和稳定性满足设计要求。
5.研究意义
对大客车车身结构进行强度优化设计，有助于提高其安全可靠性，保护乘客和驾驶员的生命财产安全。
同时，也有助于汽车制造企业提升产品竞争力，提高企业市场份额，促进行业的健康发展。
有限元法分析车辆低频振动时不同退变程度人体腰椎的力学响应
130025) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2491
ORCID: 0000-0002-5428-6679(刘杰)
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文章特色一 (1 )建立不同退变程度人体腰椎有限元模型，分析车辆行駛所产生的不同振动频率对不同腰椎力学性
能的形响，以及不同退变程度腰椎对振动载荷的适应能力； ⑵同时预测出不同腰椎模型的固有频率，为汽车座椅设计以及人体腰椎振动损伤的防护提供了理论
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•研究原著•
有限元法分析车辆低频振动时不同退变程度人体腰椎的力学响应
刘 杰'，范若寻'，高甲子2,曾 晟3,刘 军红吉林化工学院，汽车工程学院,，吉林省吉林市132022; 2吉林大学，机械科学与工程 学晓，吉林省长春市130025; 3中国石油工程建设有限公司，北京设计分公司，北京市100000; 4t林大学第二医院，吉林省长春市
摘要 背景：长期处于车辆低频振动环境中不利于人体腰椎健康，且部分驾驶员腰椎已发生了一定程度的退变， 然而车辆低频振动对不同退变程度腰椎的损伤机制尚无定论。 目的：通过对比同一腰椎在不同振动环境以及不同腰椎在同一振动环境中的力学响应，确定不同振动频率 对不同退变程度腰椎力学性能的影响。 方法：建立4种不同退变程度人体腰椎有限元模型，施加车辆正常行驶时可能产生的低频振动，模拟腰椎 在低频振动作用下的力学响应。 结果与结论：①短时间低频振动时，4种腰椎的阻尼减振效果较好，而一旦振动时间过长，中度与重度退变腰 椎的力学性能显著下降，因此建议已患有中、重度腰椎退变的驾驶员驾车时间不易过长；②随着退变程度加 重，腰椎固有频率有逐渐降低的趋势；③排除共振频率，同一腰椎在不同振动频率作用下力学性能变化不显 著，也就是说，驾驶同一辆车在不同良好铺装路面行驶对驾驶员腰椎力学性能的影响并无明显差异。 关键词： 腰椎;驾驶员;低频振动;力学性能;有限元分析;孔压;轴向有效应力;径向应变 中图分类号：R459.9； R318； R68 基金资助： 吉林省教育厅科学技术项目(JJKH204 80560KJ),项目负责人:范若寻
基于有限元分析的振动与动力学特性研究
基于有限元分析的振动与动力学特性研究随着科学技术的不断进步，有限元分析在工程领域中的应用越来越广泛。
有限元分析是一种通过将复杂的连续体划分为有限数量的单元，再对每个单元进行离散化处理，从而对复杂结构的工程问题进行数值模拟的方法。
而振动与动力学特性的研究，正是有限元分析的一个重要应用领域。
本文将通过有限元分析的方法，对振动与动力学特性进行研究探讨。
1. 数值模拟方法简介有限元分析是一种力学分析方法，通过数值模拟的方式计算出结构的力学性能。
在有限元分析中，将结构划分为有限数量的单元，再对每个单元进行力学特性计算，最终通过单元间的连接关系得出整个结构的力学性能。
有限元分析方法广泛应用于结构分析、振动分析、热传导分析、流体力学分析等工程问题。
2. 振动与动力学特性研究振动分析是结构工程中一项重要的研究内容，通过对结构的振动特性进行分析，可以评估结构的稳定性、动力响应以及对外界载荷的响应等。
有限元分析在振动与动力学特性研究中起到了至关重要的作用。
通过有限元模型的建立，可以计算结构的自然频率、振型、模态参与系数等振动特性参数，从而了解结构的动力响应。
同时，有限元分析还可以进行结构的动力响应分析，通过施加外界载荷，计算结构在不同载荷下的振动情况。
3. 有限元模型的建立在进行振动与动力学特性的研究时，首先需要建立结构的有限元模型。
有限元模型的建立是有限元分析的基础，一个合理的有限元模型可以准确地反映结构的力学行为。
在建立有限元模型时，需要考虑结构的几何形状、材料性质、边界条件等因素。
根据结构的实际情况，可以选择不同类型的有限元单元，如三角形单元、四边形单元、六面体单元等。
通过对结构进行离散化处理，可以得到结构的几何信息以及节点和单元的连接关系，为后续的振动与动力学分析提供了基础。
4. 振动与动力学特性的计算有限元分析在振动与动力学特性研究中的一个重要应用是计算结构的自然频率和振型。
自然频率是结构在无外界载荷作用下的固有振动频率，可以由结构的特征方程解得。
HFF6137K86型客车骨架静动态有限元分析
Finite Elements Analysis of Static and Dynamic for HFF6137K86Coach FrameＷＡＮＧＺｈｏｎｇ－ｃｈｕａｎ，ＺＨＯＵＴａｏ，ＬＩＪｉｎ－ｊｉｎ（ＡｎｈｕｉＡｎｋａｉＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｈｅｆｅｉ２３００５１，Ｃｈｉｎａ）HFF6137K86型客车骨架静动态有限元分析汪中传，周涛，李锦锦（安凯汽车股份有限公司，合肥２３００５１）摘要：关键词：中图分类号：文献标识码：文章编号：建立全承载客车骨架的有限元壳单元模型，分析其静力、模态、频率响应和疲劳寿命。
全承载客车；有限元；静动态分析；ＨＦＦ６１３７Ｋ８６Ｕ４６３．８３１Ａ１００６－３３３１（２０１０）０４－００１７－０３＋Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：The FEA (finite elements analysis)model is established for coach monocoque frame.The analysis on static,mode,frequency response and fatigue life are carried on.monocoque coach;finite elements;static and dynamic analysis;HFF6137K86ＨＦＦ６１３７Ｋ８６型客车是我公司批量出口的特大型全承载式客车。
全承载式车身骨架由矩形管和异形管焊接而成，形成封闭式“鸟笼”结构，以达到车身骨架各梁均匀受力的效果。
所以分析该车身结构的静动态特性非常重要。
该车身是一个非常复杂的板壳结构，不可能应用简单的力学公式直接计算，而必须把其离散化，利用ＮＸＮＡＳＴＲＡＮ有限元软件进行计算分析，并得出结果。
１）模型简化。
在建模过程中遵循以下原则：建立所有结构件的有限元模型；因为功能性结构只贡献质量而不贡献刚度，所以功能性的有限元模型暂不考虑；考虑到该模型主要用于骨架结构可靠性分析，在模型中考虑了焊点的连接关系，但并不细究焊点本身的应力水平；没有考虑悬架对模态性能的影响。
大客车结构有限元分析及轻量化设计
有 限元模型 。 中 ， 其 底架 、 车身等 均为薄 壁结 构 ， 划分 为 ４节点或 ３节点 壳单元 ；车 桥 、板 簧划分 为梁单 元； 连接 支座 划分 为 ８节点六 面体 单元 、 ６节点 五 面 体单 元或 ４节 点 四面 体单元 ； 轮胎 以弹簧单元模拟 。
ｈ ｎ ｌｓｓ ｎ ｅ ｆ ａｉ ｆｃ ｍｐ ｅｅ ｖ ｈ ｃｅ ｓｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｖ ｒ ｃ ｔ ｎ ｏ ｏ ｌｔ ｅ ｉｌ ｔ ｎ ｓ， ｄ ｎ ｔｅ ｇｈ ｉ ｓ ｏ ｓ ｔ ａ ｅ ｌ ｈ ｉｈ ｃ ｅ ｆｔ ｉ ｉ ｉ ｏ ｆ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｓ ｎ ｔ ， ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｉ ｔｗｅｇ ｔｓ ｈ ｍｅ ｏ ｈ ｓ ｒ ｔ ｈ ｇ
ＷａｇＸ， ｕｙ， ｎＺｊ ｎ Ｕ ｕＲ ｉ Ｆ ｉｅ Ｓ ｉａ ｉ
（ ｓ ｇ ａ ｎｖｒｔ， ａ ｅ ａ ｏａ ｒ ｏ ｕ ｍｏｖ ａｅ ｎ ｎｒｙ Ｔｉ￣ｕ ｉ ｓｙ ｔｔ Ｋ ｙＬｂ ｒ ｏ ｆ ｔ ｔ ｅＳｆｔ ａｄＥ ｅｇ ） ｎ Ｕ ｅｉ Ｓ ｅ ｔｙ Ａ ｏ ｉ ｙ 【 ｓｒｃ］ｈ ｎｔ ｅｅ ｎ ｍｏｅ ｆｒ ｕ ｒｃｕｅｗ ｓ ｓ ｂｉ ｅ ｎ ｅ ｆ ｄｂ ｘ ｅｍｅｔｎｔｉ ｐｐ ｒ ｅ ＡｂｔａｔＴ ｅ ｉ ｌ ｔ ｄｌｏ ａｂ ｓ ｔ ｔｒ ａ ｔ ｌｈ ｄａｄｖｒ ｅ ｙｅｐｒ ｎ ｉ ｈｓ ａ ｅ． ｉ ｆ ｅ ｍｅ ｓｕ ｅａ ｓ ｉ ｉ ｉ ｈ Ｔ
限元模 型包 括整 车骨架 有限元 模型 和悬架 系统等效
１ 前 言
减 轻 客 车 自身 质 量 是 降 低 生产 成 本 和 产 品油 耗 的有 效措施 之一 。大客 车车身 骨架是 重要 的承载 件 ， 的质 量 占整车 质 量 的 很 大 比例 ， 身骨 架 的 它 车 轻量 化设计 对减轻 汽车质 量有 非常重要 的作 用 。文 献 ［ ］对某 型载 货 汽车 车架 结 构进 行 了 有限元 分 １ 析 ，并在 此基 础 上确 定 了合理 的轻 量化 设计 方 案 。 文献 ［ ］ 立 了 ＨＦ ６ ９ ２建 Ｆ ８ ０客车 车身 骨架 的梁单 元模 型 ， 完 成 车 身结 构参 数 的优 化设 计 ， 明 了 客车 并 证
基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合振动精细化仿真研究
基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合振动精细化仿真研究基于多体系统动力学和有限元法的车桥耦合振动精细化仿真研究摘要：车辆的振动问题是制约行驶舒适性和安全性的重要因素之一，而车桥耦合系统的振动问题尤为突出。
为了研究车桥耦合系统的振动特性，本文综合运用多体系统动力学和有限元法，进行车桥耦合振动的精细化仿真研究。
通过建立车辆多体系统动力学模型和桥梁有限元模型，分析车桥耦合系统的特性，并对振动特性进行仿真研究。
最后，通过参数优化和振动控制方法提出了车桥耦合系统振动的改善措施。
1. 引言车辆的振动问题直接影响驾驶者的舒适感和行驶安全性。
尤其是车桥耦合系统的振动问题在行驶过程中容易产生共振现象，进一步加剧车辆的震动，影响行车稳定性和安全性。
因此，对车桥耦合系统进行准确的振动仿真研究，对于提高车辆的性能、减小振动、改善行驶舒适性具有重要意义。
2. 车桥耦合系统的建模车桥耦合系统由汽车和桥梁两部分组成，需要对两个部分进行建模。
通过建立车辆多体系统动力学模型和桥梁有限元模型，可以准确描述车辆和桥梁的动力学特性。
车辆多体系统动力学模型主要考虑车辆自身的各种运动参数，如悬挂系统、轮胎、驱动系统等。
桥梁有限元模型可以考虑桥梁的结构特性，如桥梁的几何形状、材料属性等。
3. 车桥耦合系统的振动特性分析在得到车辆和桥梁的模型后，可以对车桥耦合系统进行振动特性的分析。
通过数值仿真可以得到车辆和桥梁的振动响应，进一步分析系统的共振频率以及振动幅值的大小。
同时，还可以通过敏感性分析来研究不同参数对振动特性的影响，找出导致系统振动问题的关键因素。
4. 车桥耦合系统的振动仿真研究通过参数优化和振动控制方法，可以对车桥耦合系统的振动问题进行改善。
通过对系统的参数进行优化设计，如减小质量等，可以降低系统的共振频率，减小振动幅值。
同时，采用主动振动控制方法，如应用主动悬挂、主动减震等技术手段，可以进一步抑制车桥耦合系统的振动。
5. 结论本文基于多体系统动力学和有限元法，对车桥耦合系统的振动特性进行了精细化仿真研究。
承载大质量振动设备的车体有限元模态及谐响应分析
承载大质量振动设备的车体有限元模态及谐响应分析
黎宏飞;童小山;曾燕军;何永强
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】车体承载的大质量振动设备对车体结构具有较大影响,因此需要进行重点考虑。
文章以某双源机车为例,对设计承载大质量振动设备的车体结构进行了有限元模态及谐响应分析,得到了车体结构振动模态及载荷激励下不同部位在各个方向上的频率响应曲线,结果显示车体结构能有效避免与大质量振动设备产生共振。
【总页数】4页(P76-79)
【作者】黎宏飞;童小山;曾燕军;何永强
【作者单位】重载快捷大功率电力机车全国重点实验室;中车株洲电力机车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U260.32
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用有限元单元法对车辆垂向振动的研究
圈 １ 撮动 系统
在 一般 情 况下 ， 当车辆 在 轨道上运 行 时， 由于
轨道不 平顺 的激 扰， 引起 车辆 强迫 振 动，类 似 图 ｌ 所示 的单 自由度振动 系 统，ｘ 及 ｘ∞ 分别 是 质量 Ｏ ． 块 及 支承 的位 移 ， 由于 支 承 的运 动 ， 质量 块 受到 的 弹 性恢 复 力 为 一 ， 阻 尼力 为 ｃ 一毫 ， 由 ） ） 达朗伯 原理 得 到如下 的运 动微 分方 程：
用有 限单元法对车辆垂 向振动 的研 究
李娅 娜 ，佟 维
（ 大连铁道学院 机械工程系，辽宁 大连 １ ０ ８ ６ ２ ） １
摘
要 ：用有限元方法研究车辆垂 向振动仿真问题，提 出了切合实际 的计算模型．采 用轨道 不平顺 的数 值
模拟作 为车辆的外部激励源．并详细地分析了敞车车体 自振频率和轨道不平顺对车辆振 动 响应及 车 体结 构 内力变化情况 ， 关键词：有限元；铁道车辆；动 力响应 一Ａ
整个 系 统 不受 外 力作 用 时， 即上 式等 号 右边 为 零
时，则 振 动方程是 齐 次 的 ．
从建 立 三 维 弹 性体 模 型人 手 ，从 而 克 服 传 统 多 刚 体系 统 动 力 学 研究 方 法在 建 模 及 计 算 方 面的 局 限 性 ，系 统 分 析 了车 体 自振 频 率 、轨 道 不平 顺 对 车 体振 动 响应及 对车 体结构 内力的影 响 ．
来 考虑 其振 动 问题 ， 随着 电子计 算技 术的 飞速 发展 ，有 限元法 已成 为工 程 结 构静 动 力 分 析 的 一 种 行 之 有 效 的 方 法 ． 本 文通 过 利 用有 限 元 法 求 解 车 辆 垂 向 振 动 问题 ，
矩阵、阻 尼矩 阵及质量矩阵；｛ ） ｔ 、｛ ｝分 ｘ 、（ ｝ Ｘ 别代表其位 移、速度、加速度；｛ ｝为外力 ． 当 Ｆ
基于有限元的汽车制动器振动分析研究
9 : 制动器振动的理论分析
! ! 把盘式制动器简化为图 " 所示， 边界条件对称， 忽略剪切变形和转动惯量， 制动盘和摩擦片完全接 触， 用连续振动梁建立数学模型。
图 (! 制动盘微段梁
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力矩， 其中 0、 1 分别表示坐标为 2 的截面上的弯矩 与剪力， 3 表示作用在单位梁段上的横向激励力， 0、 1 均依赖于坐标 2 和时间 4。 微段梁沿 0 方向力的平衡为 !1 5 3 6 H/ !( . ! !2 !4(
基于有限元的汽车制动器振动分析研究
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基 于 有 限 元 的 汽 车 制 动 器 振 动 分 析 研 究
郭洪强，郭世永
（青岛理工大学 (’*,， 山东青岛 ($$#&& ）
! ! 摘! 要： 汽 车制动器振动形式的噪声， 成为目前汽车研究的一个难 题。首先 在理论上， 对制动 器的振动 特性进 行了研究， 然 后利用 -./0/ 1 2/340.- 软 件， 对某汽 车盘式制动器进行 了瞬态动力学分析， 得出了其 振动曲线。模 型研究得出， 制 动盘和摩擦片之间的摩擦力， 是引起制动器振动的一个 诱导因数， 减小摩擦系数可降低振动。 关键词： 振动 与波； 盘式制动器；有限元； 2/340.中图分类号： 5*$&6 ’； 78""’! ! ! 文 献标识码： -
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车内振动噪声与声学优化的有限元建模研究
车内振动噪声与声学优化的有限元建模研究摘要：在现代社会中，汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具。
然而，车辆在行驶过程中产生的振动噪声问题，不仅影响了驾驶者和乘客的舒适性，还可能对健康产生负面影响。
因此，减少车内振动噪声，提高汽车的声学性能变得至关重要。
声学优化是解决这一问题的关键方法之一，它涉及有限元建模、声学材料的选择、结构改进和减振技术等多个方面。
本文将深入研究这些方法，以期为解决车内振动噪声问题提供有效的解决方案。
关键词：车内振动噪声、声学优化、有限元建模、声学材料、减振技术、主动降噪系统1.车内振动噪声与声学问题1.1车内振动噪声的来源与特点车内振动噪声是指在汽车行驶过程中产生的振动和噪声问题。
它的来源多种多样，包括来自发动机、车辆底盘、车轮和路面不平整等因素。
这些振动和噪声通过整车的车身框架结构和板结构进行振动噪声传递，辐射到乘员舱后，会影响驾驶者和乘客的舒适性，降低行驶过程中的安静度。
车内振动噪声的特点包括频率范围广、振幅不一、持续时间长，这使得它成为汽车行驶过程中常见的困扰因素。
为了改善乘车体验和提高驾驶者的专注度，需要深入了解振动噪声的产生机制和传播途径，以制定有效的声学优化策略[1]。
1.2声学优化的必要性声学优化是解决车内振动噪声问题的必要手段。
车内振动噪声不仅降低了驾驶者和乘客的舒适性，还可能对健康产生负面影响，如引发疲劳、增加压力，甚至损害听力。
此外，过高的振动噪声水平还会降低驾驶者的警惕性，可能导致事故的发生。
因此，声学优化的必要性不仅在于提高行驶舒适性，还在于确保乘客的健康和安全。
通过声学优化，可以减少车内振动噪声，提高声学性能，改善驾驶和乘车体验，为驾驶者和乘客创造更宁静、更舒适的汽车环境。
这使声学优化成为现代汽车制造业不可或缺的一部分，有助于提高汽车的市场竞争力和乘客满意度。
2.有限元建模的基础知识2.1有限元分析的定义和原理有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种数值分析方法，用于模拟复杂结构的力学行为。
基于有限元的汽车颤鸣现象的机理和特性分析
基于有限元的汽车颤鸣现象的机理和特性分析赵逸高;吴光强;栾文博【摘要】建立了盘式制动器中摩擦块-制动盘系统的有限元模型,选择合理的工况对其进行瞬态动力学分析,通过仿真模拟出粘滑运动,并对其产生机理及特性进行分析.通过仿真分析得到各参数对颤鸣特性的影响:活塞压力的增大、制动盘切向初速度的减小、动静摩擦系数差值的增大,都会对摩擦块-制动盘之间的摩擦力产生影响,从而使振动增强.【期刊名称】《机械与电子》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P7-10)【关键词】盘式制动器;颤鸣现象;粘滑运动;有限元模型【作者】赵逸高;吴光强;栾文博【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;东京大学生产技术研究所,日本东京153-8505;同济大学汽车学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】U461.30 引言目前，国外学者对于汽车颤鸣的研究比较全面。
最开始主要采用试验研究的方法对颤鸣现象进行研究，将台架试验与整车试验相结合，通过测量声压、加速度等数据，评价了驾驶室内的噪声等级、制动部件的加速度等级，还分析了颤鸣噪声的空气声传递路径和结构声传递［1］。
试验研究清晰直观地描述了汽车颤鸣的现象和特征，而进行理论研究，可在试验研究的基础上更进一步，对于颤鸣的机理、影响因素进行探究。
有学者建立了包含麦弗逊式悬架、盘式制动器和轮胎在内的多体动力学模型［2］；也有学者考虑到动力传动子系统和制动子系统的耦合，建立了多自由度线性和非线性的扭振动力学模型［3］。
虽然这些集中质量模型在分析颤鸣现象的过程中有非常重要的意义，但是有限元模型比集中质量模型更贴近实际。
有学者首先分析了颤鸣的各影响因素，通过建立制动钳、摩擦块和部分制动盘的有限元模型来模拟粘滑运动的动力学过程。
结果表明，减小动静摩擦系数差值和提高系统的固有频率和阻尼有利于抑制颤鸣现象的发生［4］。
国内学者对于汽车颤鸣的研究也非常丰富，大部分研究者主要是建立系统动力学模型，利用数值方法对粘滑现象进行模拟，有通过建立多自由度的非线性动力学模型，研究了系统的稳定性和各参数对振动的影响［5］。
基于有限元分析的客车正碰安全性研究
10.16638/ki.1671-7988.2017.04.016基于有限元分析的客车正碰安全性研究王姣，崔亚辉，王宏江（西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西西安710048）摘要：文章利用Pro/E对某6100型客车车身骨架进行三维建模，然后导入Hypermesh软件中建立有限元模型。
采用显示非线性有限元软件Ls-Dyna 对其进行了100%刚性壁障正面碰撞仿真分析，根据仿真结果分析了研究样车正面碰撞的变形特点和碰撞安全性，针对分析结果提出了具体的车身碰撞性能优化方案。
关键词：客车；正面碰撞；仿真分析；Hypermesh；LS-Dyna中图分类号：U469.1 文献标志码：A 文章编号：1671-7988 (2017)04-41-04Bus frontal crash safety studies based on finite element analysisWang Jiao, Cui Yahui, Wang Hongjiang( School of Mechanical and Precision Instrument Engineering, Xi’an University of Technology, Shaanxi Xi'an 710048 )Abstract: In this paper, three-dimensional model of certain 6100 type bus body frame is built based on Pro/E, next the finite element model is established in Hypermesh. 100%RB frontal crash simulation analysis is carried on using explicit nonlinear FEA software Ls-Dyna, deformation characteristics and crash safety are analyzed according to the results obtained in the simulation study，the specific impact performance optimization is provided given the results of the analysis. Keywords: bus; frontal crash; simulation analysis; Hypermesh; Ls-DynaCLC NO.: U469.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)04-41-04引言客车作为公路交通运输的重要工具，载客量大，一旦发生交通事故，伤亡不可避免。
基于CAE方法探讨客车整车共振问题
客车在行驶的过程中，由于发动机、路面等因素导致整车振动， 乘客乘车的舒适性评价主要与振动感的大小有关。客车结构设计中， 需要充分考虑到整车的动态性能，否则由于各种激励源的激励，共振 现象比较严重，最终也会影响客车的销售。通常采用综合法、试 验 模 拟 和 有 限 元模拟等方式对客车的动态性能进行分析，大型客车 的车体比较庞大，由于实验成本和条件的制约，不适合采用综合法和 实验法[1]。随着计算机辅助工程技术（CAE）的发展，在分析客车的动 态性能中，CAE发挥了重要的作用，应用CAE方法研究客车的动态性 能，有利于客车整车共振问题的解决。
3 结果分析
整车有限元模型建立后，进行分析求解，模拟车身底板骨架位 移，观察分析1～50.00 Hz范围内的模态，如果地板骨架位移比较小， 表示变化不剧烈，振动感不激烈，乘客对客车整车共振的感觉不明 显。如果地板骨架位移大，对整车共振的感觉比较明显。第1阶次固有 频率为10.53 Hz时，整车振动感影响非常大，整车绕车架的纵偏转。 在第2阶次固有频率为12.80 Hz时，整车振动感影响比较大。在第3阶 次固有频率为17.45 Hz时，整车振动感影响比较大。在第4阶次固有 频率为22.25 Hz时，整车振动感影响非常大。在第5阶次固有频率为 28.20 Hz时，整车振动感影响比较大。其中第1阶次和第4阶次的固有 频率分别为10.53 Hz和22.25 Hz，对振动感的影响最严重。其他阶次模 态虽然也是整车振动模态，相对来说给乘客的整车振动感比较小[3]。
本次客车的发动机是4缸发动机，振源包括3个部分：第一，活塞 和连杆的运动作用下导致的惯性力；第二，飞轮旋转、曲轴部件不平 衡质量，导致离心力和力矩，这类振源的激振频率和转频相等，是一 次谐波的频率[4]；第三，气体压力、惯性力出现的翻倒扭矩，这类振
轻型小客车车架的振动特性分析及控制
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【 ｂｔ ｃ】 ｓｉｐｒ ｎ ｒ ｙａ ｉ ｏ ｈ ｌ ｗｔ ｍ ｄｌ ｎｌ ｉ ｉ ｍ ｃａｉ ｌ ｎｉ ｅ ｎ ， ： Ａ ｓ ａｔ ＾ｉ ｍ ｏ ａｔ ｎｍｃ ｆｖ ｉｅ ｉ ｏａ ａａ ｓ ｎ ｅｈｎ ａ ｅｇ ｅｒ ｇ ｒ ｔ ｄ ｅ ｃ ｈ ｙｓ ｃ ｎ ｉ
万 长 东
（ 州市职 业大学 机 电系 ， 苏 苏州 ２ ５０ ） １ １４
Ａｎ ｙ ｉ ｎ ｏｎ ｒ Ｉ ｆｖｂ ａ ｉｎ ｆ ｒｓ ｍｅ ｌ ｈ ｕ Ｓ ｆａ ａｌｓｓ ａ ｄ ｃ ｔｏ ｉｒ ｔ ｏ ｏ ｏ ｏ ｇ ｔｂ ｓ’ ｒ ｍｅ ｉ
Ｗ ＡＮ Ｃｈａ －ｄ ｎ ｎｇ ｏ ｇ
析振 动 系统特 Ｉ 生的有 效方 法 ， 过对 车 架进 行 模态 分 析 ， 以求解 Ｍｅ ｏ 求解速度更快 ， 通 可 ｔ ｄ ｈ 精确度也较高 ， 为很有效的求解方法。
出车架结构的固有频率和固有振型等模态参数 ， 为振动系统动态设 计及故障诊断和预报 ， 以及结构动力特性的优化设计提供依据 。
ｓ ｂ ｉ ， ｍｏ ａｉｔ，ｅｕｉ ｉ ｂ ｓ ｅｇｈｎ ｒ ｕ ｍ ｂｅａｄｔ ｅｕｓ ａ ｅｓ ｐｉ ８ ｔ ｉｔ ｃ ｆｒ ｂ ｉ ． ｃｒｙｗｌ ｅ ｔ ｎｔ ｅａｔ ｏｉ ， ｅｒ ｈ ｃｎｂ ｕ ｌｄ０ ａ ｌ ｏ ｔ ｌ ｓ ｔ ｌ ｒ ｙ ｙ ｅ ｆ ｏ ｌ ｎ ｈ ｓ ｐ ｅ ， ｉ
第 ２期 ２１ ０ ０年 ２月
文 章编 号 ：０ １ ３９ （０ ０ ０ — ０ ９ ０ １０ — ９ ７２ １ ）２ ０ ５ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ＆ ｃ ｉｅｙ ｓｇ Ｍ ａ ｕａ ｔｒ ｎ ｆｃ ｕ ｅ ５ ９
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ￣： ｂ ｕｓ｜ ｃ ｏ ａ ｃ ｈ ｂ ｏ ｄ ｙ ； ｍｏ ｄ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｉ ｄ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
本文 主要采用模 态分析 和谐响 应分析来 找 出客车 振动的原因 。通过模态振 型和频率 的初 步分析得知 ， 怠
速工况 下的整 车振动可 能是 由发 动机 的二 阶激励 引起
离ｎ 较 大 ，平移 其 中一梁 中心线 将引起 不可 忽略 的误 差， 则 可在模 型中加一根长度为 。的连接梁 。 ４ ） 对于两 同向焊接梁 ，因其 焊接强度 近似于材 料 内部强度 ， 故可将其简化 为一根梁 。 ５ ） 将整车约束和载荷作用 点作 为梁单元节点 。 ６ ） 简化 曲梁为直梁 ， 如顶盖横梁 、 前后 围处 的梁 。 ７ ） 主从节点原 则团 ： 对结构模 型可能产生 的病 态问 题， 位 置较近 的构 件结合 点采用适 当合并 ， 考 虑主从 节
客 ４ ６ 第５ 期 车 Nhomakorabea技
术
与
研
究
ＢＵＳ ＆ Ｃ０ＡＣＨ ＴＥＣＨＮｏ Ｌ０ ＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ
基于有限元分析的客车振动试验研究
王
（ １ ． 安徽 江淮 汽 车股份 有 限公 司 ，合肥
涛 ，李宏玲 ｚ
２ ３ ０ ０ ０ ２ ）
２ ３ ０ ６ ０ １ ；２ ． 合 肥工 业大 学 机 械与 汽车 工程学 院 ，合肥
（ １ ． Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ｉ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ， Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ６ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ｏ ｂ ｉ ｌ ｅ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ０ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
的；通过整车 的谐 响应分 析验证 了模态分析 的正确性 ， 证 明了发动 机二阶激励 是造成 怠速时客 车共振 的激励 源 。在此基础上 ， 通过对 发动机激振频率和客车 固有频 率 的优化来避开共振 。
１ 有 限 元 建模 及 验证
摘 要 ： 在Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ中建 立客 车 骨 架 的 有 限元 板 梁 单 元 模 型 ， 并 通 过 电测 试 验 验 证 ： 利用Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软 件 对 客
车整车进行有 限元模 态分析 ， 谐 响应验证分析 ； 最后通过 实车行驶振动试验 ， 验证模 态分析 和谐响应分析
的正确性。
Ｔｅ ｓ ｔ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｂａ ｓ｜ Ｃｏ ａ ｃ ｈ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆｉ ｎｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎｔ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
Ｗａ ｎ ｇ Ｔａ ｏ ， Ｌｉ Ｈｏ ｎｇ ｌ ｉ ｎｇ ２
关键词 ： 客车骨架 ； 模 态 分析 ； 振动 ； 怠速 工 况 ； 谐 响 应 分 析
中图分 类号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ８ ３ １ ； Ｕ４ ６ １ ． ６
文献标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ３ ３ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ４ ６ — ０ ５
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