基于强度与模态灵敏度分析的轿车前副车架轻量化设计

根据轿车前副车架的结构特点,建立了前副车架有限元模型。在转弯、制动、垂向冲击和倒车4种工况下对前副车架进行强度分析,然后分析与前副车架有关的各种扰动激励频率对前副车架振动特性的影响。根据长期研究,提出了前副车架结构模态评价原则,依据此原则,得到前6阶的模态频率和模态振型,最后确定出轻量化方案。     

轮式装载机前车架的模态分析

为了降低车架在危险工况的变形,提高车架材料的效能和车架的动态刚度,以XG958轮式装载机前车架为研究对象,运用有限元软件ANSYS对前车架进行模态分析。基于有限元和静动态理论,运用ANSYS软件建立前车架有限元模型,并对前车架进行形状结构的改进。改进后前车架第一阶模态频率降低了14.937Hz,最大位移减少0.02mm;第二阶模态频率降低了2.308Hz,最大位移减少了0.222mm;第三阶模态频率降低了30.52Hz,最大位移减少了0.065mm。整体上提高了前车架的动刚度。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

前副车架振动特性分析及其优化设计

为了解决某SUV在高速时产生的振动与噪声问题,基于前副车架有限元分析模型和自由模态计算对其进行振动特性分析,获取其低阶模态频率及其阵型,分析结果表明其第1阶扭转频率处于发动机激励频率范围之内,将引起前副车架产生共振,从而产生剧烈振动和噪声。基于霍克-吉维斯直接搜索法对前副车架的料厚进行优化设计,得到了各个零部件最优的厚度值,分析结果表明优化之后其前4阶模态频率均有所提高,并且均处于发动机的激励频率范围之外,能够避免发生共振,满足模态设计要求。对前副车架的优化方案进行模态试验,试验结果表明其模态频率及其阵型的测试值与仿真值基本一致。整车道路试验结果表明优化之后前副车架的振动明显减少,最终成功解决了该故障问题。     

边梁式车架的模态分析和焊接优化

通过建立某边梁式车架的有限元模型,分析计算在自由状态下该车架的振动模态,并以其一阶模态频率为约束条件,进行焊点的优化布置分析,为该类型边梁式车架动态特性分析、结构设计以及焊点布置提供方法和理论依据。     

主副梁一体式自卸车车架动态特性分析

对轻量化、低重心的主副梁一体式自卸车车架结构进行了动态分析。利用Hyperworks软件建立了新型车架的有限元模型,提取前4阶固有频率及其对应模态振型,把有限元模态分析结果与试验模态结果进行了对比,误差较小且模态的振型也基本一致,验证了车架有限元建模的有效性。并且结合路面激励对新型车架动态特性的影响,做了实车道路试验,依据试验结果对新型车架的动态性能进行了评价。分析表明该车架的动态特性表现良好,为后续新型车架的试制与量产提供了参考和依据。     

重型货车车架模态分析与优化设计

运用有限元分析软件ANSYS对某重型货车车架建立了参数化有限元分析模型,对处于自由状态下的车架进行模态分析,计算出车架前10阶固有频率和固有振型,将模态分析结果与汽车受到的激励频率作对比,分析了车架在外部激励作用下可能发生共振的情况,利用ANSYS进行以提高第5阶固有频率为目标的优化设计,使车架具有更好的动态特性。     

某疏浚车副车架结构有限元分析

为了验证副车架设计模型的合理性,基于ANSYS Workbench软件对某型疏浚车的副车架进行了结构静强度有限元分析和模态分析。根据副车架工况确定副车架的载荷,建立副车架有限元模型进行有限元分析和模态分析,得到副车架恶劣工况下的应力情况和前6阶固有频率。分析结果表明:副车架的最大应力没有超过材料许用应力,固有频率均不在共振范围内,设计合理。     

ATV车体振动特性分析及改进

采用UG软件对某ATV车体进行几何建模,利用Hypermesh软件建立其有限元模型,并进行自由模态的计算机仿真分析,利用LMS实验模态分析系统对该车架进行实验模态分析,验证了有限元模型的有效性。根据计算和实验模态结果,分析车体振动特性,发现发动机激励频率与车体频率同步时,会引起车体共振。利用改变车架结构尺寸使其避开发动机的工作频率的方法来避免共振,为改善整车振动舒适性提供了有效方法。     

基于模态相关分析的发动机曲轴箱模型修正

以发动机曲轴箱为例,给出一种复杂结构有限元模型合理性验证的方法。采用锤击法测得曲轴箱的试验模态频率和固有振型,应用Ansys建立有限元模型并进行了计算模态分析,对试验模态和有限元模态进行模态相关分析,检验有限元模型的合理性。修正后的有限元模型,与实验的前5阶频率和振型基本吻合。     

某夹具结构模态仿真与试验及相关性验证

针对某雷达夹具,首先系统地介绍了LMS试验模态测试方法,得到了该结构的固有频率与振型,进一步使用有限元方法计算了结构的自由模态.在此基础上,研究了仿真模态结果与试验模态结果的差异,给出了相关性分析的预处理方法,进而得到了试验模态与仿真模态的相关性结果,验证了仿真模型的有效性,为进一步的频谱分析,减少样机试验奠定基础.     

微型客车车身结构模态与声腔模态分析

在车身CAD模型基础上,采用Hypermesh软件建立了某汽车车身有限元模型,通过Optistruct求解器和LMS.virtual lab软件计算出车身在自由状态下的结构模态和声腔模态。分析其对乘坐舒适度的影响,并提出相关建议,以期望在汽车前期设计阶段指导车身设计,及时弥补了设计中存在的缺陷,增强其市场竞争力。     

某柴油机机体模态测试及分析

以某V12柴油机为例，利用随机信号与振动分析系统CRAS V4．3的模态测试分析功能对该柴油机机体进行了模态测试，得到了机体结构的前5阶固有频率及相应振型，可看出机体各部分振动的特征，据此为发动机结构改进设计提供了试验依据。     

用附加质量和刚度修改结构固有频率与局部振型

对在结构局部自由度上附加质量与刚度，从而使结构某阶固有频率与局部振型分量满足给定设计要求的动力修改问题提出了一种求解方法。本文方法仅需利用结构局部自由度上的动柔度参数，计算过程简便。给出了一悬臂梁的固有频率与局部振型修改算例来说明方法的有效性。     

基于SolidWorks与ANSYS渐开线齿轮的模态分析

首先使用SolidWorks对渐开线齿轮进行三维实体建模,然后通过SolidWorks与ANSYS的接口导入ANSYS中,利用ANSYS软件对卤轮进行模态分析,计算出齿轮的低阶固有振动频率和主振型,为齿轮系统的动态设计提供参考,同时也为齿轮系统的动态响应计算和分析奠定了基础。     

复合材料机翼试验-数值建模方法及气弹分析

针对机翼结构动力学建模中复合材料离散性引起的精度问题,以及求解速度对机翼气动弹性计算速率的影响,提出了结合模态试验和模态法建立动力学模型的方法。为了提高求解速度,基于模态贡献对机翼模态进行了截断;随后进行了全模态和模态截断的静载数值计算与试验验证。缩减模型的求解结果与全模态求解结果相比误差仅为0.25%左右,其相对于试验结果最大误差仅为6.0%,说明试验-数值建模方法能够准确描述复合材料机翼的动力学响应,并且基于模态贡献的模态截断能够缩减模型、大幅提高求解速度而不会影响求解精度;对机翼进行静、动气动弹性分析,结果表明气动弹性对机翼的动力学响应具有不可忽略的影响。     

压电阵列式模态传感器的实验研究

以简支梁为例,用一组压电PVDF阵列式传感器测量结构的模态坐标,在简支梁表面均匀粘贴一组相同形状的矩形PVDF薄膜,然后通过设计这组PVDF传感器输出的加权系数,得到各阶模态坐标.研究表明,这种传感器设计方法与简支梁的外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置等)无关.实验结果表明,这种模态传感器的设计是可行的.     

Identifying and quantifying structural nonlinearities in engineering applications from measured frequency response functions

Engineering structures seldom behave linearly and, as a result, linearity checks are common practice in the testing of critical structures exposed to dynamic loading to define the boundary of validity of the linear regime. However, in large scale industrial applications, there is no general methodology for dynamicists to extract nonlinear parameters from measured vibration data so that these can be then included in the associated numerical models. In this paper, a simple method based on the information contained in the frequency response function (FRF) properties of a structure is studied. This technique falls within the category of single-degree-of-freedom (SDOF) modal analysis methods. The principle upon which it is based is effectively a linearisation whereby it is assumed that at given amplitude of displacement response the system responds at the same frequency as the excitation and that stiffness and damping are constants. In so doing, by extracting this information at different amplitudes of vibration response, it is possible to estimate the amplitude-dependent ‘natural’ frequency and modal loss factor. Because of its mathematical simplicity and practical implementation during standard vibration testing, this method is particularly suitable for practical applications. In this paper, the method is illustrated and new analyses are carried out to validate its performance on numerical simulations before applying it to data measured on a complex aerospace test structure as well as a full-scale helicopter.     

支撑条件对钢轨模态参数影响研究

钢轨的振动形态直接影响着铁路轮轨的接触状态,不同的支撑条件对钢轨的振动有着较大的影响.本文应用模态分析和有限元理论研究了钢轨不同支撑条件对钢轨固有频率和振型的影响.应用环境激励下模态参数识别方法对钢轨在不同支撑条件下的模态参数进行了识别.针对四种支撑方式,分别得到了模态参数,通过理论和试验分析表明,不同的支撑方式对轨道模态参数有较大影响.这一结论为合理铺设轨道提供依据.     

RTV胶层有限元建模方法在透射镜结构动力学分析中的应用

对透射镜结构中RTV胶层建模方法进行了研究。详细地阐述了节点相连(忽略胶层材料)、各向同性材料(三层体单元和一层体单元)和各向异性材料建立胶层材料的方法,分别采用三种方法对透射镜镜组建立了有限元模型,并进行了仿真模态分析,同时搭建了模态试验装置,测试了它的模态参数,结果表明,各向异性胶层材料的建模方法得到的一阶自由模态频率与试验测试的一阶自由模态频率误差只有0.3%,而各向同性材料的三层单元和一层单元建模方法、节点相连建模方法的误差分别达到1.8%,1.2%和13.9%。通过分析与测试可以得到,胶层材料在有限元分析当中是不可以被忽略的,综合来看,各向同性材料一层单元的建模方法不但可以减少模型单元数量,同时还可以达到工程应用的精度要求