重型载货汽车车架结构模态分析
重型载货汽车车架结构模态分析
重型载货汽车车架结构模态分析
付文光
【期刊名称】《青岛大学学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2013(028)004
【摘要】有限元模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段,所以为得到重型载货汽车车架结构的动态特性,本文以板壳单元为基本单元,建立了车架结构有限元模态分析模型,并采用NASTRAN有限元分析软件,计算了该车架在自由状态下的模态参数.同时,分析了载货汽车车轮和传动轴的不平衡质量产生的激励,并对车架的结构动态性能进行了评估.结果表明,在不同的行驶速度下,车轮和传动轴不平衡质量激励频率与车架的一阶扭转振动频率、倍频、一阶横向弯曲振动频率及车架11～18阶振动频率接近,使车架易产生共振现象.该研究为进一步改进车架结构提供了理论依据.
【总页数】4页(P81-84)
【作者】付文光
【作者单位】青岛金黄海集装箱有限公司,山东青岛266229
【正文语种】中文
【中图分类】U463
【相关文献】
1.重型载货汽车车架静态结构强度分析 [J], 宋世平;刘大维
2.重型载货汽车车架模态分析 [J], 芦伟
3.重型载货汽车车架的结构分析及优化设计 [J], 沈炜良;边立静;伍建华
4.基于CAE的车架结构模态分析及优化设计 [J], 姚明镜;唐璇;贾曾浩
5.某车型副车架结构强度与模态分析及结构改进 [J], 潘宇
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货车车架的建模与模态分析
货车车架 的建模 与模态分析
包丕利 ， 石传龙 （ 天津职业技术师范大学 汽车与交通学 院 ， 天津 ３０２ ） ０ ２２
摘要 ： 车架作为载货汽车的承 载基体 ， 对整车的性能有很 大的影 响 ， 用 Ｃ Ｉ 利 ＡＴＡ软件对 汽车车架进行 建模 ，
对所建模型划分 网格 ， 并对其加载 ， 进行 强度和 刚度校核 ， 对车架模 型进行 柬模 态分析 。通过分析 ， 得到车架各阶
象， 达不到对 车架进行优化设计 的 目的。有 限元法能对 工程实际 中几何形状 不规则 、载荷和支承情 况复杂 的 各种结构 以及零部件 进行变形计算 和应力 分析 ，而车
２ 车架 的强度 和刚度分析 。汽车 在实际行驶 过程 ． 中， 车架 主要受 动载荷 的作用 ， 而动 载荷 的大小 义取 决于动载系数 的大小 。动载荷 系数主要 由ｊ个 因素决 ＝ 定： 道路不平度 、 汽车 的行驶状 况（ 如车速 ） 和汽车 的结 构参数 （ 如悬架 的刚度 、车轮刚度 、汽车 的质量分布
２０ ，２４ ：３ ５ ． ０ ３２ （ ）５ — ９
［ 景 义林 一些复杂静 电场与静磁 场边界条件之 论述Ｕ． ４ 】 Ｊ 大学
物理 ， ０ ０ ２ （ ） ８ １ ． ２ １ ．９９ ：－ ０
【 常 同钦． 面为任意形状无限长螺线管的磁 场Ｕ． ５ １ 截 Ｉ 大学物理 ，
２ ０ ．（ ６） ２ － ３ ０ １ ２） ： ２ ２ ． （
图 ２ １ 简 化 后 的 车 架模 型 －
将 等 式 ２ ２所 得 的 Ｋ — 代 入 等 式 ２ １ — ，计 算 得
场的结论 ， 同样地也不存在无穷大均匀电场 。在大学物
【 王 莱 截 面 异 形 的 轴 向 变化 磁 场 产 生 的 感 生 电 场 Ｕ 大 学 物 ３ 】 】 理 ，０ ５２ （ ）５ － ４ ２ ０ ，４ ４ ：１ ５ ．
基于ANSYS的农用轻型载重汽车车架结构接触法计算与模态分析
图 ３ 车架的总合应 力 图 ４ 车架的变形 在弯横梁 ａ与第 ３ 梁之间 的纵梁段处应 力比较集中 ． 横 变形也 比 较大 。 明这里是车架 的薄弱环节 。如果在纵梁 的这个地方用另一加 说 强板来加强 ． 车架会有更高 的强度 从节省材料 和减轻重量 的角度来说 ，应 当进一步优化车架结构 。 可在前后 轴跨距基本 确定的情况下 ． 合理地安 排载荷 的分 布 ． 如将载 荷尽 量靠近前后 轴； 经济地 确定各梁截 面形状 和截 面尺寸 ． 变梁截 改 面 的惯性 矩 ． 尽可能 满足各处等 强度和等扭转 刚度的要求 ． 以达到充 分利用材料 、 降低重量 的 目的。
◇ 高教论述◇
科技 圈向导
２１年第 １ 期 ０２ ４
基于 Ａ Ｓ Ｓ的农用轻型载重汽车 ＮＹ 车架结构接触法计算与模态分析
步秀君 邵海琴 马秀英 （ 北工程大学 河北 邯郸 ０ ６３ ） 河 ５ ０ ８
Ｏ引 言 。 图 １ 图 ２分别为接触法求解 的车架 总合应 力和最大变形：图 ３ 和 分别为将整个车架视为一个整体零件时 ． 车架 的总合应力和最 现代 汽车绝 大多数都具有作 为整车骨架 的车架 ． 其功用是 支承连 和 图 ４
（） １包括驾驶员在 内的驾驶室重量平均分布在 驾驶 室与车架相接 触的面积上 ： 货箱质量及货箱载重量均布在货箱 与车架 相接触 的面积 上； 发动机 、 离合器与变速器重量均匀分布在发动机 、 合器与变速器 离 与其支架相接触的平面上 （） ２ 不考虑钢板弹簧对车架的作用 （） ３ 忽略受载较小和对结构受力影响甚微的微小特征 ． 如小孑 、 Ｌ 小 半径的圆倒角 根据 以上假设 ．利用 Ｐ ｋ ｍ Ｅ软件与 Ａ Ｓ Ｓ 件的接 口将 建立好 ＮＹ 软 的三维模 型导入到 Ａ Ｓ Ｓ 件中得到相对应 的车架有 限元模 型 ． ＮＹ 软 选 用 ２ 节点实体单元划分的网格 划分网格时应注意先将 车架结构进 ０ 行网格划分 ， 然后再将铆钉进行网格划分。 以此得到 比较满意 的网格 放大网格模型的一部分以看清楚单元。 由于结构对称 。 载荷分布 也基本上对称 ． 故取 纵向对称的二分之一模 型来 计算 ． 梁选用 的是 ２ Ｏ 节点实体单元 Ｓ ｌ １６ ｏ ｄ ８ 单元 ． ｉ 铆钉 选用 的是 ２ 节点实体单 元 Ｓｌ ９ ０ ｏｄ５ ｉ 单元 ．采 用智 能 网格划 分 后 ．车架 包 括 铆 钉 在 内 总 的节 点 数 为 １５ ７ 。 ８ １ 单元数 为 ５ １９ １ ６ ８ 。将整个车 架视为一个 整体零件 时 。 用 ２ 采 ０ 节点 实体单 元 Ｓ ｉ１６ 元且同样 采用 智能网格划分 ． 的节 点数为 ￣ｄ８ 单 总 １４ ７ 单元数为 ５０ ７ ０ ７７， ３４ 。 １２加摩擦 接触单元 ． 网格划分后 ． 一步工作 就是加摩擦 接触元 ． 板与板之 间加摩 下 在 擦接 触元的同时 ． 钉孔的圆柱面与铆钉的圆柱面之 间以及铆 钉帽 在铆 与板 接触的圆环面与圆环 面之间也 加上摩 擦接 触元 由于摩擦 接触单 元 的节点就是原实体单元 的节点 ． 以加上摩擦接触元后整体结 构的 所 总节 点数 目不会增 加 ． 总体 自由度数 目也 没有增加 ． 是单元 的总数 但 目 加了许多 。增加 的摩擦 接触单元数为 ３ ３ ９ 总的单 元数增 加到 增 ０ １． ８５ ８ ６ ０ 。车架中梁材料 的弹性模 量 Ｅ ２ ４ Ｐ ， ＝ ０ Ｇ ａ泊松 比 ＝ ．； 钉材料 Ｏ３铆 的弹性模量 Ｅ ２ ０ Ｐ ， 松比 ＝ ． 。将 整个车架视 为一个整体零 ＝ ０ Ｇ ａ泊 Ｏ ８ ２ 件时， 车架材料 的弹性模量全部取 为 Ｅ ２ ４ Ｐ ， ＝ ０ Ｇ ａ 泊松 比 ＝ ．。 ０３ １ 车架模 型的加载 与边界条件 的处理 Ｉ ３ 加上摩擦接触元后 ， 再进行加载与边界条件处理。 从车架实际结构 来看 ． 车架的约束来 自于前后钢板弹簧和与钢板 弹簧相连 的车轴 、 轮胎 及地面。 因此 ， 车架可 以在不 同的约束条件下建立计算模型 。 。 如 以地面 作为 约束 。 以轮胎 与地 面之 间接触点作 为约束 点 ， 或以车轴 、 轮胎作 为 约束 ， 以钢板弹簧与车轴 、 轮胎的连接点作为约束点等 。由于在工程实 际中， 主要考虑的是铅垂位移 ， 以主要讨论铅垂方 向的位移约束。 所 １ 车架 的两种算法求解及结果分析 ． ４ 求解过程是计算机 自 动执行 的． 对二分之 一车架模型 的接触 法求 解计算机需近 ２ 小时 ． 才能算 出结果 而将 整个车架视为一个整体零 件时 。 计算机只需 ２ 分钟左右 ． Ｏ 即可算 出结果 。
基于MSC.Nastran的重型载货车车架有限元强度分析和模态分析
ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥ ＡＰＰＬＩＥＤ ＴＥＣ｝ ｔ ＮＯＬ０Ｇ Ｎ０．３
基 于 ＭＳ Ｃ． Ｎ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ的重型载 货车车架 有 限元 强 度 分 析 和 模 态 分 析
ｌａ ｆ ｍｅ ’ Ｓ １ ８ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ａ ｌ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ．Ｔｈ ｒ ｏ ｕｇ ｈ ｃ ｏ ｍｐａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｗｉ ｈ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌａ ｍｅ ｓ ｕｆ ｆｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｅ ｘｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｇｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ， ｃ ａ ｎ ａ ｖ ｏｉ ｄ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎａ ｎ ｃ ｅ ， ｉ ｎ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｒ ｅ ｑ ｕｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ． Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄｅ ａ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈｅ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｉ ｔ ｓ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｕｒ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ — ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： Ｍ ＳＣ． Ｎａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ； Ｈ ｅ ａ ｖ ｙ － ｄ ｕｔ ｙ ｔ ｒ ｕ ｃ ｋ ｆ ｒ ａ ｍｅ ； ＦＥＭ ； Ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；Ｍｏ ｄａ ｌ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ：
Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ Ｍｏ ｄ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｈｅ ａ ｖ ｙ － ｄ ｕ ｔ ｙ Ｔｒ ｕ ｃ ｋ Ｆ ｒ ａ ｍｅ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＭＳ Ｃ． Ｎａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ
载重货车车架设计及有限元分析
摘要汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。
车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。
因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。
同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。
本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。
确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。
运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。
同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。
最后根据分析结果对车架做出优化建议。
关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析IABSTRACTThe vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling.In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations.Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysisII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1车架总成概述 (1)1.2国内外研究情况及其发展 (2)2 车架总成设计 (6)2.1参考车型及其参数 (6)2.2车架类型的选择 (6)2.3车架设计的技术要求 (11)2.4车架的轻量化 (13)2.5车架的参数设计 (13)3 车架的有限元静力学分析 (19)3.1车架几何模型的建立 (19)3.2车架有限元模型的建立 (19)3.3车架的静力学分析 (21)3.4 基于静力分析的车架轻量化 (32)4 车架的模态分析 (34)4.1车架模态分析的基本理论 (34)4.2车架有限元模态分析结果 (36)4.3车架外部激励分析 (40)5 总结与展望 (42)III5.1总结 (42)5.2工作展望 (43)参考文献 (45)致谢 (47)IV1 绪论1.1车架总成概述汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。
车架模态分析报告(二)
车架模态分析报告（二）引言概述：车架模态分析是指对汽车车架进行振动模态的分析和研究，旨在评估车架的结构强度和稳定性。
本报告是车架模态分析的第二部分，将针对车架的振动模态进行详细的解析和探讨。
通过分析车架的振动特性，可以进一步改善汽车的舒适性和操控性，提高车辆的性能和安全性。
正文：1. 振动模态的测量与分析1.1 选择合适的测量设备和传感器进行振动模态的采集1.2 采集车架振动数据并进行预处理1.3 分析车架振动模态的频率和阻尼特性1.4 对车架振动模态的测量结果进行验证和校准1.5 基于振动模态的分析结果提出改进方案和建议2. 车架的固有频率与模态分布2.1 研究车架的固有频率和模态分布对车辆的动力学性能有着重要影响2.2 分析车架在不同频率下的振动响应特点2.3 探讨车架振动特性与车辆驾驶舒适性的关系2.4 分析车架振动模态对车辆操控性能的影响2.5 提出调整车架结构或材料的建议以优化固有频率和模态分布3. 车架的振动模态与结构相互关系3.1 研究车架振动模态与结构的相互关系可以揭示车架的强度和稳定性3.2 分析车架结构参数对振动模态的影响3.3 探讨车架材料的选择对振动模态的影响3.4 分析振动模态与车架结构缺陷的关系3.5 基于振动模态与结构相互关系提出车架优化设计的建议4. 车架振动模态的模拟与仿真4.1 采用有限元分析方法建立车架的振动模型4.2 对车架模型进行应力和振动响应的数值模拟4.3 分析仿真结果与实际测试结果的一致性4.4 基于仿真结果提出车架结构优化的方案和策略4.5 验证优化方案的有效性并进行必要的调整和改进5. 车架模态分析的应用和推广5.1 振动模态分析在车辆工程中的应用前景和意义5.2 探讨车架振动模态分析技术的改进和创新5.3 分析车架模态分析在新能源汽车和智能驾驶领域的应用5.4 推广车架模态分析技术的必要性和难点5.5 提出进一步研究车架模态分析的方向和思路总结：本报告对车架模态分析的各个方面进行了详细的阐述和探讨。
某加宽重型货车驾驶室模态分析与优化设计
某加宽重型货车驾驶室模态分析与优化设计某加宽重型货车驾驶室模态分析与优化设计简介随着城市化的不断推进，人们对交通运输的需求也不断增加。
重型货车成为了城市物流运输的主力军之一。
然而，一些重型货车驾驶室存在驾驶员舒适性差、噪声大等问题，影响驾驶员的安全和健康。
因此，对重型货车驾驶室进行模态分析与优化设计已成为当前研究的热点之一。
模态分析模态分析是一种研究系统振动特性的方法。
通过对重型货车驾驶室进行模态分析，可以确定驾驶室的固有频率和固有振型。
进而，可以掌握驾驶室内部的振动情况，为优化设计提供依据。
优化设计优化设计是根据模态分析的结果，对重型货车驾驶室进行改良的过程。
诸如减小噪声、提高舒适性、改善空气流通等方面都是优化设计能够改善的问题。
优化设计方案可采取低频加强、减噪处理、空气流通改良等方案，优化重型货车驾驶室设计，如下：1.低频加强低频是重型货车驾驶室振动最强的频率段，对驾驶员的健康也有较大影响。
因此，在设计阶段可以采用低频加强的方案。
可以通过增加结构架构的刚度、加厚金属板材、加强钢K型管等措施来提高驾驶室钢骨结构的稳固性，减少驾驶室振动的情况。
2.减噪处理在驾驶重型货车时，车辆运行噪声会对驾驶员的身体和心理造成较大负担。
为减轻驾驶员的噪声，可以在驾驶室内部设置隔音材料，如吸音泡沫、阻尼材料等，进行有效的减噪处理。
3.空气流通改良驾驶室内空气流通不良是驾驶员感到不适的一个主要原因。
因此，为优化空气流通，可以采用增加通风口的数量和面积、设置定向通风器等方法来提高驾驶室的通风效果。
此外，在驾驶室后部设置一些小型电扇也会有助于改善空气质量和流通效率，让驾驶员有更好的体验。
总结模态分析和优化设计是重型货车驾驶室改进的关键步骤。
通过模态分析，可以确定驾驶室的振动频率和振型，并进一步进行相应的改正。
通过优化设计，可以改善驾驶员的驾驶体验，提高驾驶安全，的确重要的。
因此，在重型货车驾驶室的设计过程中需要注重细节，不断进行改进，满足用户需求。
重型货车车架模态分析与优化设计
中选择兰索 士法提取车架 的前 ｌ ０阶固有频率和振 常工作的频率范围； （） ３ 车架 固有频率 ， 应避 开路 面不平度 的激励 型 ， 阶频 率值及振型 （ — 阶为刚体运动 ， 各 １ ６ 频率为 频率 ； 零） 分别见表 １ 和图 ２ 。 （） ４ 车架固有频率间有一定距离 ， 避免频率耦合。 表 １ 车架前 １ ０阶模态频率和振型描 述
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ５ ２ １ — １ １ 作者 简介 ： 欧阳天成（ ９ ６ ）男 ， 西桂 平人 ， １ ８一 ， 广 硕士研究 生 ， 研究方 向 ： 动力机械及工程 。
１ ９
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ４， ０ ２ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
３ ４
５
２． ３２ ８ ３． ２４ ０
３． ７８ ７
一阶外张
８
５． 二阶扭转 ２９ ４ ５． 局部二阶弯 曲 ７９ ４
嘉
（ ４ ）
一阶扭转弯 曲 ９
：阶侧向弯 曲 １ ６ ．１ 兰阶弯 曲 ０ ２４
式中，
（） １ ａ第 阶模态
为发 动机 转速 ，ｍｉ； ｒ ｎ ／ 为发动机的缸数 ； 为发动机冲程数 。 货车使用六缸四冲程发动机 ， 怠速转速为 ７０ ０ ７ ０ ／ｉ， ３ ｍｎ 所以发动机激振频率为 ３ ～３． Ｈ 。 ｒ ５ ６ ｚ ５
中图分类号 ：４ ３３ Ｕ ６． ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２５５ （０ ２０ ＿ ０ ９ ０ １ ７— ４ × ２ １ ）４ ０ １ － ３
重型货车在交通 运输 领域 中起到重要作用 ， 车 架是整个汽车 的基体 ， 是发动机 、 车身 和悬架等部件 的安装基础 ，并承受来 自车 内外 的各种载荷 ，其强 度、 刚度及动力学特性 ， 直接影响整车性能和使用寿 命 。由于车架结构的复杂性和行驶条件的多变性 ， 车 架的设计和校核基本 以静强度为基准 ，但是在行驶 过程 中 ，车架受到多种动载荷 ，如发动机 的振动载 荷、 路面随机振动载荷等 ， 这些动载荷可能引起整车 和局部的动态响应 ， 导致车架产生共振 。 模态分析是动态分析的基础 ，为了提高汽车的 通过性 、 操纵稳定性和平顺性 ， 有必要对车架做模态 分析 ， 确定其动态特性。 本文通过有限元软件 Ａ Ｓ Ｓ ＮＹ
基于有限元理论的重型半挂车架模态分析
２ ０ ￣８ ０ ７ Ｎ
维普资讯
用单元边 长为５ ０ｍｍ为参考划 分单元 ，可 以方便快捷 的将模 型划分成网格 。根据 以上分析 ，车架模型 共划分 １８８９ ０ ６ 个单 元 ，２ ４９２ ２ ８ 个节点 ，如图２ 所示 。
（ 一∞ ［ ｛ ＝ ［ ） ＾ ｝０
２ 模 态 分 析
单 元类型 的选择 ，取 决于结 构的几何形 状、载荷 类型 、
计 算 精 度 的 要 求 以 及 描 述 该 问 题 所 必 须 的 独 立 空 间 坐 标 数
目。车架 的形 状复杂 ，各部件 的外型尺寸 变化较大 ，本文采
用 了 能 较 好 适 应 不 规 则 形 状 而 且 能 满 足 一 定 精 度 要 求 的 曲 棱
中国扬子集团专用汽车厂
安徽 滁州
２９０ ３００
摘
要 ：采用有 限元分析 方法，借￣Ａ ＹＳ 限元分析软件 ，运 用模 态分析技术导 出车架结构 的模 态参 ＮＳ 有
数 ，并对固有特性进行 了初步分析评价。 关键词 ：有 限元 半挂 车车架 模 态分析
１ 车 架 的结 构
出车架 固有频率和振型 ，并对车架的动态特性做一评估。
四面体 等参考 单元 ，该单元是 １ 节点二 阶单 元 ，每个 节点具 ０ 有Ｘ 、ｚ三个方向的 自由度。 、Ｙ －
建 立车架的动态有 限元模型并借 助于Ａ Ｙ 分析软件求 ＮＳ Ｓ
单元 网格划分应 用ＡＮＳ 软件 自带的ＭｅｈｔｏＩ 具 ，采 ＹＳ ｓ ｌ ｏ
收 稿 日期 ：２ ０ — ５ ２ ０７０—３ 作者简介 ：杜文学 ，男 ，１ ７ 年生 ，工程师 ，从事专用汽车开发设计。 ９０
接而成 。
根据 车架 的结 构与 工作特点 ，尽量在不 影响分析 精度的 前提 下对 实际模 型进行简化和假设 ：忽略刚性较差的４ ｍｍ压 花钢板 （ 平板）和 细长的 防滑 条 ；去除对车架整体 结构应力 分布不 产生太 大影响 的工具箱和 防护网等零 部件 ；对 结构中 细小 的结构 （ 如细小 的折弯、 园角等）进行 简化和忽 略 ；各 部件 之间的焊接 结构假设 为等强度 焊接 ，其 强度等 于部件 本 身的强度 ；整个车架部件材料 一致 且各向材质 同性 。 车架的结构和 形状都 比较复杂 ，而 在ＡＮ ＹＳ Ｓ 中建模 比较
牵引车车架的模态分析
Ｒ ｄｏｓ软件 中 的模态 分析 是线性 分 析 ，即在模 态 ａｉｓ 分 析 中只 有线性 行 为是有 效 的 ， 任何 非线 性特 性 ， 如塑
性和 接触 （ 间隙） 单元 ，即使 定义 了也将 被 忽略 ，它们 将 被 当作 是线性 的。例如 ，如 果分 析 中包含 了接触 单元 ， 则 系统取 其初 始状 态 的刚度值 并 且不 再改变 此 刚度值 。
ｈ ｓａｃ ｂｅｔａ ｎ ｏ ａｅ ｔ ｔ ａｔｓｒｓｌ ａｅ Ｌ ｅｔ ａ ，ｅｉ ｉｇｈ ｅｉ ｏ ｆ ｔｅ ｅｅｒｈｏｊｃ， ｄｔｅ ｍｐｒｄ ｉ ｅ ｄｌｅｔｅｕｔｂ ｓｄｏ ＭＳＴ ｓＬ ｂ ｖｒｙｎ ｅ ｒｃ ｉｎｏ ｒ ｎ ｈ ｃ ｗ ｈ ｈ ｍｏ ｓ ｎ ． ｆ ｔ ｐ ｓ
节点发生虚位移｛ 国 则 单 元 内产 生 相 应 的虚 位 移
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其 中
｛ ） 和虚应变 ｛ ） 这 时单 元 内产 生 的虚 应 变 能为 ： 瑟
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位 移约 束 ，程 序将 以零 位移 约束 替代 在该 ＤＯ Ｆ处的设 置 。可 以施 加 除位移 约束 之外 的其 它载 荷力 、压 力 、温
车架模态分析报告(两篇)
引言：车架模态分析是一种重要的工程分析方法，用于评估汽车车架的振动和模态特性。
在汽车工程设计和制造的过程中，车架的振动特性对汽车性能和舒适性都有重要影响。
本报告旨在通过对车架模态分析的研究，为汽车工程师提供有关车架振动特性的详细信息，以帮助提高汽车的性能和舒适性。
概述：本文将通过对车架模态分析的深入研究，从多个方面详细阐述车架振动和模态特性的影响因素，并提出相应的解决方案。
首先，我们将介绍车架振动分析的背景和意义。
然后，我们将从刚度、材料、结构、载荷和边界条件等方面，分析车架振动的影响因素。
接下来，我们将详细介绍车架模态分析的方法和工具。
最后，我们将总结本文的主要观点，并提出一些建议和展望。
正文内容：1. 车架振动的影响因素1.1 刚度：车架的刚度是影响振动特性的重要因素之一。
在模态分析中，刚度可以通过改变结构形状、材料和壁厚等来调节。
1.2 材料：车架的材料也会对振动特性产生影响。
不同的材料具有不同的弹性模量和阻尼特性，会直接影响车架的振动频率和振幅。
1.3 结构：车架的结构形式和连接方式也会影响振动特性。
结构的设计应考虑到振动特性的优化，如加强部分、裁剪冗余部分等。
1.4 载荷：车架所承受的载荷也是影响振动特性的重要因素。
不同的载荷会导致不同的振动模态，需要合理设计来满足振动要求。
1.5 边界条件：车架与其他部件的连接方式和边界条件也会影响振动特性。
合理的边界条件可以减少振动传递和噪声的产生。
2. 车架模态分析的方法和工具2.1 有限元分析：有限元分析是车架模态分析中最常用的方法之一。
它通过将车架划分为多个小单元，建立数学模型并进行求解，来获得车架的振动特性。
2.2 模态测试：模态测试是直接测量车架振动特性的一种方法。
通过在实际车架上安装加速度计等传感器，可以记录下车架在不同频率下的振动模态。
2.3 优化设计：通过模态分析获得的振动特性信息，可以对车架进行优化设计。
从材料选择、结构调整到边界条件的改变，都可以用于改善车架的振动特性。
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。
半挂汽车车架有限元模态分析及优化设计
横梁 、２根 前 后 横 梁 、２根 边 梁 及 支 架 等 焊 接 而 成 。根据 其 结 构 特 点 ，选 择 ｂａ ８ ｅｍ１８梁 单 元 并 通
过定义 截面 形 状 和 偏 置 距 离 模 拟 主纵 梁 及 横 梁 和 边 梁 ，选 择 ｃｍｐｎ４单 元 模 拟 板 弹 簧 。车 架 材 料 ｏ ｉｌ
半 挂 汽 车车 架有 限元 模 态 分 析 及 优 化 设 计
蒋红旗 李 顺才 ， １中 国矿 业 大学深部 岩 土 国家重点 实验 室 徐 州 ２ １０ ２０ ８
２徐 州师 范大学机 电工程 学 院
摘
徐州
２ １ １ ２ １６
要 ：车 架 是 半 挂 汽 车 结 构 件 中结 构 和 载 荷 都 很 复 杂 的 关 键 部 件 ，为 提 高 车 架 整 体 性 能 ，对 某 型半 挂 汽
、
ｆａ ｅ ｓｒ ｃｕ ｅ，ｉ ｒ ａ ｅ ｈ ｏ ｏｒ ｒｆｅ ｅ ｃ ｒｍ ｔｕ ｔｒ ｎｃ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｌｗ— ｄｅ ｑｕ ｎ ｙ，ｉ ｒ ｖ ｓｔ ｎ ｍｉ ｅ ｏｍ ａ ｃ ｎｄ ｐ ｏ ｉｅ ｈ ｏ ｅｉ ａ ｓｓｆ ｒｄｅ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｈｅｄｙ ａ ｃ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅａ ｒ ｖｄ ｓｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌｂａ ｉ ｏ — ｆ ｓｇ ｎｄ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｔ ｈ ａ ． ｉｎ ａ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｔ ｅ ｆ ｍｅ ｌ Ｋ ｅ ｗｏｒ ｙ ｄｓ： ｓ ｍｉｔａｌ ｒ ｒ ｍｅ；ｆｎｉ ｌ ｍｅ ｔ ｅ —ｒ ｉｅ ；ｆａ ｉ ｔ ｅ ｅ ｎ ；ｍｏ ｌａ ａｙｓｓ；ｏ ｔｍ ｉａ ｉｎ ｄ ｓｇ ｅ ｄａ ｎ ｌ ｉ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ
０ 引言
目前 ，各 种专 用 车 辆 普 遍 存 在 自重 大 、重 心
重型载货汽车车架的结构分析及优化设计_沈炜良
摘要: 对某重型载货汽车车架进行了有限元分析, 发现该车架原设计的不足, 并针对此问题对车架局部结构进 行合理的改进. 然后对整个车架结构进行优化设计, 取得令人满意的结果. 关键词: 车架; 有限元分析; 优化设计 中图分类号: U 46313 文献标识码: A
考虑了两种工况: 纯弯曲工况和弯曲扭转组合工况 下的等效应力云图如图 3.
(简称弯扭工况, 把右前轮悬空来模拟) , 建模后加
(a) 弯曲工况
(b) 弯扭组合工况
(a) flection
(b) flection and to rsion
图 3 车架应力分布云图
F ig. 3 Stress d istr ibution on fram e
第3 期
沈炜良等: 重型载货汽车车架的结构分析及优化设计
251
横梁进行优化.
初始值和代表含义见表 2 所示) , 以质量最小作为
5. 1 第四横梁局部优化
目标函数, 给出各个设计变量的变化范围并约束其
由于该车型的四至八横梁, 均采用对接箱型横 最大应力值, 建立第四横梁的优化模型. 经过迭代
梁, 基本结构相同, 因此对第四横梁进行结构优化, 得到设计变量的数值, 对其进行圆整, 根据圆整后
由于整个车架的设计参数较多, 设计空间范围 较大, 作一次性全面的分析是比较困难的, 因此, 在 上述车架结构改进的基础上, 先对重要的部件——
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广西大学学报 (自然科学版)
重型载货汽车车架开裂分析与减重优化
重型载货汽车车架开裂分析与减重优化重型载货汽车的车架是整个车身的基础，负责承载车身、发动机、传动系统等各种重要部件的负荷。
然而，在长期的实际使用中，由于道路的震动、负荷的波动等因素，车架会遭受各种压力和挑战，可能会出现裂纹，严重时甚至会导致车身失稳，危及行车安全。
因此，对于重型载货汽车车架的开裂问题，需要进行深入的分析，并实施有效的减重优化措施。
首先，车架开裂的可能原因有很多，其中最常见的原因是由于车架本身的材质问题和设计问题。
例如，使用质量较差的钢材或焊接不良容易导致车架出现弯曲、变形、脆化等问题；车架的结构设计不合理或过于复杂，容易形成应力集中，从而导致裂纹的产生。
因此，在车架的设计、制造环节中，需要严格控制原材料的质量、加强工艺过程的监控，减少结构复杂度，同时根据承载能力和路况等因素进行科学合理的设计和结构优化。
其次，针对车架开裂问题，需要采取有效的减重措施。
重型载货汽车的质量和尺寸较大，车架是造成不必要的质量和能耗消耗的最主要原因之一，而减重不仅可以提高车架的强度和稳定性，降低物体的能量消耗，同时还能提高汽车的燃油效率，节约燃料成本。
减重的具体方案可以根据不同的实际需求进行调整，例如，采用轻量化材料，如铝镁合金、碳纤维等；减少车架结构的重量，如简化结构、减少节点数量、优化连接方式等；加强车身的信号控制和自适应控制等，从而提高汽车的驾驶效率和安全性能。
总的来说，重型载货汽车车架的开裂问题，需要从多方面进行分析和解决。
而减重优化应该是车架维护和改进的一个重要方向，通过适当的材料和结构优化，可以提高车架的稳定性和相应的经济效益。
除了材料选择和结构优化，在车架维护和改进方面，也应该考虑到合理的使用和保养。
特别是对于已经出现了开裂问题的车架，需要进行及时的维修和更换。
在日常使用中，谨慎驾驶和合理的负载分配也是避免车架开裂的重要措施。
过高的行驶速度和不合理的负载分布都会给车架带来额外的压力和挑战，而且在道路行驶时，需要注意避免颠簸和跌落等问题，保持平稳的行驶。
牵引车车架的模态分析与优化设计
根据模态分析结果可知，该车架的固有频率特性已 能够满足设计要求。但是一阶扭转频率仅有7.52HZ，而 竞争车型该项数值接近8HZ。另外7.52HZ 的扭转频率 也接近高速行驶时车轮的转动频率，高速行驶时有可能 造成较大幅度的振动。
为提升车架一阶扭转频率，本文考虑对横梁位置进 行优化。由于车辆总布置限制，大部分横梁的位置已没 有调整空间，仅有第二横梁（弯管梁）和第三横梁可以 沿车辆前后方向（X轴方向）做适量调整。
软件规模化生产过程中，采用软件产品线工程方
法，实现了软件资源系统化复用，提升了软件开发效
率，降低了软件开发成本，缩短了产品摊平后，复用
资产的成本将越来越低，效果将越来越显著。
Ｈ
[2]Clements,Paul,L.Northrop,Software Product Lines:Practices and Patterns[M].Addison-Wesley,2002.
图2 优化前后车架横梁位置对比
四、结论
(1)本文讨论了有限元分析中研究对象的有限元模 型建立的方法，大大提高设计效率，并可以在设计阶段 进行快速修改和验证，是优化分析和改进的基础。
(2)通过对车架模型进行模态计算，以考察车架模 态幅频特性的变化趋势，并根据设计要求对模型结构， 获取车架结构性能与其它系统较为优化的匹配方案，得 出系统模态幅频特性的量化指标，使整车的振动特性得 以改善，提高了乘员的舒适性，达到或接近设计目标。
根据计算结果知前5阶振型均为整体振型，振型光 滑，无突变发生，未发现明显的刚度薄弱部位。第六阶 为局部振型，表现为第二和第三横梁之间的纵梁侧向相 对运动。局部振型出现的原因是该段纵梁在较长的范围 内无横梁支撑，导致局部侧向刚度低。但实际装车时该 部位将安装车身和发动机，局部刚度会大幅提升。特别 是发动机采用刚度很大的四点悬置与该段纵梁连接，限 制了左右纵梁相对侧向变形，能够有效弥补该部位的刚 度不足。
基于ANSYS的货车车架模态分析
（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于A N S Y S的货车车架模态分析课程老师：马力学院班级：汽研1402班学生姓名：王璇学号：10497214022572014年12月基于ANSYS的货车车架模态分析王璇武汉理工大学摘要：应用ANSYS软件直接建立了某货车车架的简化模型。
将货车车架简化为等截面的几条横梁与纵梁。
车架的横梁与纵梁选取粱单元BEAM188，截面选取为槽型。
进行模态分析，得到其前五阶固有频率及振型特征。
并且针对汽车怠速状况下可能出现的共振进行了方案优化。
关键词：有限元；车架；模态分析Modal Analysis of truck Frame Based on ANSYS WangXuan Wuhan University of Technology Abstract：The simplified model of truck frame is created directly in ANSYS. The frame is simplified as cross beams and longitudinal beams which are of same shape of cross section. The BEAM 188 is picked as cross beams and longitudinal beams, The shape of cross section is model C. The first five Natural frequency and Vibration type is presented after analysis. In case of the condition of idling, Optimization measures has been done to avoid the resonance of the engine.Key words: FEA; Chassis frame；Model analysis1建立车架的有限元模型使用ansys建立车架模型有限元模型的主要步骤为：（1）确定建模参数;（2）建立车架模型；（3）建立车架有限元模型。
货车车架结构的分析答辩稿
货车车架结构的分析
姓名：XXX 学号：XXX
核心步骤
Catia绘制 导入ANSYS分析
1.货车车架的CATIA图纸
绘图步骤： 使用工具：CATIA
纵梁绘制X2
横梁绘制X5
装配
车型简介：东风重型货车 发动机：康恩斯CY4102 总质量：14620Kg 最高车速：90Km/h 轴距：4400 前轮距：1770 后轮距：1602 轴数：2
解决方法：在车架前部添加 阻尼材料。
7.解决的实际问题
①安全性问题：通过工况分析和应力分析，计算材料最大应力在许用应力 范围内，满足了安全性要求。 ②舒适性要求：通过有限元模态分析，计算材料的频率与道路和发动机的 频率相比对，计算行驶当中的稳定性，并对于可能出现的共振现象加以规143.937 163.448 176.425 190.364
示例：二阶模态图
结果分析： 道路的激振频率在25Hz左右。 ①根据表格得到的车辆固有 频率在80Hz之上，可得在通 常情况下，不易发生扭转变 形。 ②汽车发动机的频率在90Hz 左右，故而在一二阶容易产 生共振，且发生在驾驶室部 分。
2.网格划分
绘制步骤： 使用软件：Hypermesh
转换CATIA为.STEP格式
利用Hypermesh划分单元 为了求解的准确性，采用壳 单元。 节点数目：4 材料：16Mn
行驶中的汽车受力简图
3.弯曲工况变形图（静力分析） 分析步骤： 使用软件：ANSYS 1.计算最大弯曲应力：
2.计算材料的最大弯曲应力
3.结果比对 最大弯曲应力227-240MPa 材料的弯曲应力为107MPa 满足要求。
4.满载扭转工况变形图
工况分析： 条件： ①左前轮施加0.1m位移 ②右前轮施加Z,Y约束 ③左后轮施加X,Z约束 ④右后轮施加X,Y,Z约束
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第 ４期
付 文光 ：重型 载货 汽车 车架结 构模 态分 析
８ ３
单个 车轮 离心 力 的垂直 分量 将 引起 汽车 的垂 向振动 ， 若 同轴 两侧 车轮均 有离 心力 产生 ， 还将 引起 绕汽 车
纵轴 的扭 转振 动 ； 如果 同侧 车轮 离心 力相 位不 同 ， 也 会引 起绕 汽车 横轴 的俯仰 振动 。
２ 车 架模 态 计 算 结果
计算 模态 时 ， 先将 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ Ｍｅ ｓ ｈ软件 建立 的车 架有 限元模 型 导入 ＭＳ Ｃ ． Ｎａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ有 限元 分析 软件 ， 然后利
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３— ０ ５—１ ２
作 者 简 介 ：付 文 光 （ １ ９ ６ ６ 一 ） ， 男， 山东 苍 山人 ， 工程师 ， 主 要 研 究 方 向 为 汽 车结 构 设 计 。Ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｆ ｗｇ ０ ２ ６ ５ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
第 ２ ８卷 第 ４期
２ ０ １ ３年 １ ２月
青 岛大学学报 （ 工程技 术版 ） Ｊ ＯＵ Ｒ Ｎ ＡＬ ＯＦ ＱＩ Ｎ Ｇ Ｄ Ａ Ｏ ＵＮ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｅ ＆Ｔ）
Ｖｏ１ ．２ ８ Ｎｏ． ４
Ｄｅ ｃ ．２ ０ ３
货 汽 车车 架 、 客 车 车架和 车身 等进行 了有 限元 模 态分 析
， 得 到 了其模 态参数 ， 但 缺少对 ８ ×４重 型 载货 汽
车车 架模 态参 数 的研究 。基 于此 ， 本 文针对 ８ ×４某 重型 载货汽 车 车架 ， 采 用有 限元 模态 分析 方法 ， 获得 了该 载货 汽车 车架 的振 型和 固有 频率 ， 并分 析 了载货 汽车 车轮 和传动 轴不 平衡 质量 产生 的激励 ， 得 到 了不 同行 驶 速度 的车 轮和传 动 轴不平 衡 质量所 产 生 的激 励 频率 ， 并 对 车架 的结 构动态 性能 进行 了评估 。
载 货汽 车车架 结构 的动态 特性 ， 本文 以板 壳单元 为基 本单 元 ， 建 立 了车架 结 构有 限元模 态 分 析模 型 ， 并 采用 ＮＡＳ Ｔ ＲＡＮ有 限元 分析 软件 ， 计算 了该 车架 在 自由状态 下 的模态 参数 。 同时 ， 分 析 了载货 汽车 车轮 和传 动轴 的不 平衡 质量产 生 的激励 ， 并对 车架 的结 构动 态性 能
文 章 编 号 ：１ ０ ０ ６—９ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４—０ ０ ８ １ —０ ４
重 型 载 货 汽 车 车 架 结构 模 态 分 析
付 文 光
（ 青 岛金 黄海 集装 箱有 限公 司 ，山东 青 岛 ２ ６ ６ ２ ２ ９ ） 摘要 ： 有 限元模 态分 析方 法是 辨识 车辆 结 构动 态 性 能 的一 种 有效 手 段 ， 所 以 为得 到 重 型
载货 汽 车车架 是多 自由度 的弹性 振动 系统 ， 各种 激 振力 是 其产 生 复杂 振 动 的动 力 源 。当 车架 某 一 固有
频率 与这 些激 振频 率接 近 时就会 发生 共振 ， 导致 车架 上某 些部 位产 生很 大 的共 振动 载荷 损坏 车架 。因此 ， 需 要对 车架 的结 构动 态性 能进 行评 估 。有 限元 模 态 分 析方 法 是 辨识 汽 车 结 构动 态 性 能 的 一种 有 效 手 段＿ １ ， 许 多研究 者对 半挂 汽车 车架 、 自卸 汽 车车架 、 混 凝 土搅 拌 运 输 车 主副 车 架 、 轻 型载 货 汽 车车 架 、 ６ ×４重 型载
当车 辆 以一定 速度 行驶 时 ， 车轮 不平衡 质 量产 生 的离心力 的变化频 率 （ Ｈｚ ） 为
２ 一 ｎ ３ ６ 厂一 ７ ｃ ２ × ． ×ｒ （ ３ ）
进行 了评 估 。结果 表 明 ， 在 不 同的行 驶速 度下 ， 车轮 和传 动轴不 平衡 质量 激励 频率 与车架 的一阶扭 转 振动频 率 、 倍频 、 一 阶横 向弯 曲振动 频率及 车 架 １ １ ～１ ８阶振 动频率 接近 ， 使 车
架 易产生 共振 现象 。该 研究 为进 一步 改进 车架 结构 提供 了理论 依据 。 关 键词 ： 载 货汽 车 ；车架 ；有 限元 ； 模 态 参数 中图分 类号 ： Ｕ４ ６ ３ 文献 标识 码 ： Ａ
图 １ 车架 有 限 元模 态 分 析模 型
纵梁 和 横梁及 连 接板 的铆 钉或螺 栓 连接处 ， 采 用 刚性单 元在装 配 孔边缘 与装 配孔 中心 之 间建立 约束关 系 ， 并
对装 配孔 中心点进 行 刚性 连接 。整个 载货 汽 车车架 有 限 元模 型 由 ５ ３ ０ ３ ３ ３个 单元 ， ３ ５ ０ ４ ３ ０个节 点 组 成 ， 车 架有 限元 模态 分析 模 型如 图 １ 所示。
１ 建 立车 架 结构 的有 限元 模 型
８ ×４重 型载货 汽 车车架 主要 由 ２根 主纵 梁 和 ９根 横 梁组 成 ， 横 梁 与纵梁 采用 铆钉 连接 。在 建 立 车架 结 构 有 限元 模 型 时 ， 考 虑车 架 结 构 复杂， 难 以在 有 限元 分 析软 件 中建 立 车架 三 维几 何 模 型 ， 因此 ， 首 先应 用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ三 维建模 软 件建立 车 架三 维几 何模 型 ， 然 后 将 该 三维 几 何模 型 导入 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ Ｍｅ ｓ ｈ （ 有 限元 前 后 处 理 软 件 ） 中， 并 通过 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ Ｍｅ ｓ ｈ软 件 进行 网格 划分 。由于车 架纵 梁 、 横 梁 和连接 板 均为薄 钢板 冲压 而成 ， 为 提高计 算精 度 ， 在划 分 网格 时 ， 采 用板壳 单 元进行 网格 划分 。车架纵 梁、 横梁 和 连接板 为边 长 ｌ Ｏ ｍｍ 的 四边 形 和三 角 形 板 壳 单元 ； 在 车架