汽車結(jié)構(gòu)有限元分析--第六講汽車結(jié)構(gòu)有限元分析實(shí)例(已改無錯(cuò)字)
2023-05-30 13:28:10 本頁面
【正文】 車身模態(tài)頻率來衡量； ? 靜態(tài)剛度主要指彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。 車身有限元模型，在前后懸掛位置處采用塔形支撐方式連接，前懸掛添加加載梁并施加大小相等方向相反的力，后塔形支撐底部完全約束，前塔形支撐加載梁中部去掉轉(zhuǎn)動(dòng)約束。根據(jù)車身各節(jié)點(diǎn)處的位移，評(píng)價(jià)車身的剛度性能。 白車身扭轉(zhuǎn)約束與分析 ? 扭轉(zhuǎn)工況計(jì)算一般模擬試驗(yàn)工況，采用前加載梁后塔形支撐方式。 白車身扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 客車車身變形和車身剛度分析 車架變形和剛度分析 ? 一般情況下小型客車的車架要按剛度設(shè)計(jì)，而載貨汽車的車架則按強(qiáng)度設(shè)計(jì)，除了強(qiáng)度和剛度以外，還要考慮汽車的抗撞能力等。比如采用箱形縱橫梁能大大提高車架的扭轉(zhuǎn)剛度，但剛度過大的橫梁會(huì)在縱梁上引起很高的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，容易導(dǎo)致早期損壞，所以不但應(yīng)比較車架的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，還應(yīng)比較車架的扭轉(zhuǎn)剛度。一般情況下，按剛度設(shè)計(jì)的車架，其強(qiáng)度或耐久性會(huì)有一定的余量，而按強(qiáng)度設(shè)計(jì)的車架其變形顯得偏大，所以要從強(qiáng)度剛度等多方面取得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)。 ? 車架（車身）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度分析是汽車結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，建立車架（車身）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的邊界條件、載荷工況、評(píng)價(jià)規(guī)范是分析的重點(diǎn)。 汽車結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析 汽車結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算 ? 動(dòng)態(tài)分析也稱為動(dòng)力分析，此時(shí)慣性力和阻尼與結(jié)構(gòu)剛度一起要考慮； ? 汽車振動(dòng)響應(yīng)分析是求發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、地面激振等引起的振動(dòng)響應(yīng)； ? 振動(dòng)響應(yīng)分析，有時(shí)間歷程響應(yīng)分析，頻率響應(yīng)分析（諧響應(yīng)分析）、響應(yīng)譜分析等； ? 模態(tài)分析不考慮外力和阻尼，僅從質(zhì)量和剛度的平衡來求特征值和振動(dòng)模態(tài)。與靜態(tài)分析不同，模態(tài)分析分為自由模態(tài)與約束模態(tài)。自由模態(tài)可以不施加約束，此時(shí)有六階剛體模態(tài)，剛體模態(tài)對(duì)應(yīng)零頻率。 合理的車身模態(tài)分布對(duì)提高整車的可靠性和 NVH性能十分重要 ? 汽車部件和整車的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是改進(jìn)和提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法。 ? 通過模態(tài)分析可以了解各階振型的特點(diǎn)，進(jìn)行振動(dòng)的故障診斷，為汽車改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 ? 在此基礎(chǔ)上還可以應(yīng)用振型疊加法進(jìn)行頻響分析，即將各階振型加權(quán)疊加，考察在受到來自地面的激勵(lì)后，哪一些頻率的振型在結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)中起主要作用，從而較完整地揭示車架、車身、車橋等部件的動(dòng)態(tài)特性。 ? 在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上利用逐步積分法還可以對(duì)車架等部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。 白車身模態(tài)分析 白車身自由模態(tài)試驗(yàn)示意圖 白車身模型模態(tài)頻率及振型描述 振型描述 一般轎車各部分的激振頻率和固有頻率分布關(guān)系 整車模態(tài)及頻率規(guī)劃 轎車上各個(gè)系統(tǒng)是相互連接在一起的，進(jìn)排氣系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、座椅系統(tǒng)、動(dòng)力總成都與車身相連。相連接的系統(tǒng)模態(tài)要分開，以避免共振。因此汽車研發(fā)中要做好整車模態(tài)頻率規(guī)劃，指導(dǎo)開發(fā)設(shè)計(jì)。 汽車結(jié)構(gòu)疲勞分析 ? 汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵零部件都需要進(jìn)行預(yù)定的疲勞耐久性試驗(yàn)以驗(yàn)證產(chǎn)品的疲勞性能。 ? 汽車耐久性試驗(yàn)技術(shù)涉及道路耐久性試驗(yàn)、試驗(yàn)場耐久性試驗(yàn)與試驗(yàn)室耐久性試驗(yàn)。而 ? 汽車疲勞耐久性分析技術(shù)則是基于 CAE分析的虛擬試驗(yàn)疲勞壽命分析，包括整車疲勞分析與部件疲勞分析。 ? 以道路載荷譜采集與處理為依托，以結(jié)構(gòu)疲勞損傷（壽命）為目標(biāo)，基于材料的疲勞壽命，根據(jù)累積損傷原理，建立不同載荷輸人方式下的疲勞耐久性試驗(yàn)之間的當(dāng)量等效關(guān)系，確定耐久性行駛試驗(yàn)規(guī)范的開發(fā)和道路行駛、臺(tái)架疲勞耐久試驗(yàn)的加速強(qiáng)化等一系列問題，減少試驗(yàn)場耐久性試驗(yàn)量，加大基于CAE的虛擬疲勞壽命分析。 結(jié)構(gòu)疲勞耐久性整體解決方案可以劃分為以下幾個(gè)步驟 : ? 1. 建立壽命設(shè)計(jì)目標(biāo)； ? 2. 采集汽車使用環(huán)境和試驗(yàn)場載荷數(shù)據(jù)； ? 3. 驗(yàn)證分析處理實(shí)測數(shù)據(jù)； ?
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