校车车身悬置横梁强化路耐久性断裂试验研究

为研究某型校车试验场强化路与山区公路可靠性试验阶段出现的车身悬置横梁断裂问题,采集并对比横梁的相对应位置与断裂横梁裂纹附近的应变载荷谱,应用Neuber法则和循环应力-应变滞回环曲线方程,将名义应变历程转换为断裂部位的局部应力-应变响应,根据Manson-Coffin模型修正平均应力对疲劳损伤的影响,并利用INFIELD和LMSTecWare软件计算相对疲劳损伤。计算结果表明,强化路中比利时路的疲劳损伤比例超过70%,是产生裂纹的主要工况,横梁因高应力集中而产生较大应变和疲劳损伤发生振动疲劳断裂,研究结果为横梁的结构改进提供了指导依据。     

基于实测道路谱的车身疲劳耐久性能改进

基于实测试验场道路载荷谱,结合多体虚拟迭代技术与CAE疲劳损伤分析技术再现某车型车身钣金和焊点疲劳失效。对车身结构进行改进,改进后的样车在后续可靠性试验中未出现车身疲劳失效问题。工程实践表明,该方法可用于车身开发过程中疲劳失效实际问题的改进,减少物理样车试验次数,节约开发成本。     

某轻型载货车储气罐支架振动断裂分析与优化

为了有效解决某轻型载货车储气罐支架的断裂故障,首先基于建立的储气罐支架有限元模型进行振动特性分析,分析结果表明其前三阶固有频率接均处于发动机激励频率范围之外,不会产生共振。其次测试各种道路的时域载荷,测试结果表明其中角度搓板路的激励频率与储气罐支架第一阶固有频率相接近,从而引起共振,不满足振动特性要求。然后对其进行振动强度分析,分析结果表明其应力水平不达标,其最大应力点与开裂处一致。再对其进行振动疲劳寿命预测分析,分析结果表明其疲劳寿命也不达标,其危险点也与失效位置相同。再采用集成平台对储气罐支架的结构进行优化设计,优化之后其模态频率、振动强度和振动疲劳均符合性能要求,并且其重量也有所减轻,总体优化效果较佳。最后整车试验结果表明优化之后储气罐支架的振动大幅度降低,并且没有发生失效。     

发动机排气歧管模态分析

振动疲劳能够引起排气歧管的失效,发动机和车身的激励频率与排气歧管的固有频率相近,会产生共振,这种共振会增大排气歧管的振动幅度,导致其加速断裂破坏;模态分析作为研究结构振动特性的常用手段,其分析的核心内容就是确定固有频率、阻尼比及振型等模态参数;本文针对排气歧管进行模态分析的目的是为了获得排气歧管的固有频率,进而能够确定引起疲劳破坏的最大激励频率,避免发动机排气歧管共振情况的发生。     

某前保险杠过渡支架振动开裂分析与优化

为了解决某前保险杠过渡支架的开裂问题,首先基于建立前保险杠总成有限元模型,对其进行振动特性分析,并且进行模态测试对标,分析结果表明其不会发生共振。然后采集纵梁前端在坏路的激励载荷,测试结果表明该前保险杠总成的第一阶模态频率与搓板路的激励频率相同,从而引起偶合共振。再对该前保险杠总成进行振动疲劳分析,分析结果表明其最低寿命低于实际工程设目标值,并且其危险点与开裂区域一致。再采用Isight集成平台对过渡支架进行多学科多目标优化分析,分析结果表明该过渡支架能够满足振动特性和疲劳性能设计要求。最后对其优化方案进行路试验证分析,分析结果表明优化之后过渡支架的振动幅值下降了32.1%,并且顺利通过了道路耐久试验。     

汽车试验场中度标准搓板路的强化系数

为了进一步提高试验场可靠性强化试验及结果评价的合理性,利用有限元仿真的方法和Smith-WatsonTopper疲劳寿命预测理论,分析了不同车速、车辆质量及轴距条件下试验样车前地板部件的疲劳寿命,计算了中度标准搓板路的强化系数,绘制了K-v,K-m和K-L曲线,探讨了车速、质量及轴距对强化系数的影响。绘制了K-vm和K-v-L曲面,给出了K-v-m和K-v-L回归模型。研究结果把强化系数扩展到了强化区间,揭示了强化系数随着车速、车辆质量及轴距变化的规律。根据强化系数的变化可对试验规程适当修正,进而得到更加准确的评价结果。     

某轻型客车地板振动发麻的试验及控制

针对某轻型客车高速时中部和后部地板振动脚感发麻的问题,首先,对车架和车身地板进行模态摸底测试和实车道路试验测试;其次,采用阶次跟踪法和频谱分析法分析出传动轴1阶扭转振动是地板振动的主要激励源,并利用模态分析法发现地板的第8阶局部模态频率与传动轴的1阶频率相接近,地板的局部共振是其振动发麻的主因;然后,从激励传递路径和优化地板模态分布两方面着手进行改进,利用虚拟样机技术优化传动轴橡胶支承的刚度,以最大幅度地减少传动轴振动向车内的传递,并采用有限元技术优化了地板的模态分布,使之避开了发动机和传动轴的工作频率范围;最后,通过样车试验验证了改进措施的有效性,解决了地板振动发麻的问题。     

轿车车身怠速共振分析

针对某轿车在怠速工况下车身容易产生共振,采用有限元技术和模态试验相结合的方法对该轿车白车身进行模态分析,找出车身振动的根本原因。首先建立白车身有限元模型,重点研究点焊单元的模拟方法,通过模态分析得到该白车身模态参数;然后搭建白车身模型的模态测试系统,采用随机子空间法识别得到白车身模型的模态动态响应参数。通过对比计算模态和试验模态,误差在5.3%内。结果表明,发动机激励频率(23~25 Hz)与车身1阶试验模态频率(25.53 Hz)相近是导致怠速工况下车身振动的主要原因,应增强车身发动机盖和顶板强度,这为车身的动态和结构设计提供了参考依据。     

基于模态分析的某客车车身NVH性能优化

针对某客车存在的车身共振问题,对白车身进行模态分析、获取其模态参数,分析出产生共振的原因为车身一阶模态频率与轮胎不平衡产生的激励频率相近;建立白车身有限元模型,进行模态仿真分析;通过对比试验及仿真的白车身模态参数,验证模型的准确性;针对其一阶模态频率,对白车身模型进行模态应变能分析,选取车身一阶模态振型下刚度不足位置,对白车身进行加强,提高白车身一阶模态频率,使之避免与轮胎激励频率相近而造成的车身共振,实现白车身NVH性能的改善.     

客车NVH特性的车身地板优化设计

针对某客车在高速下车身地板中后部振动较大、导致车厢内部NVH性能变差的问题,利用有限元软件建立了该车身地板的有限元模型。并通过试验测试分析技术和有限元模态分析法找出了车厢内地板振动的原因,其原因是客车车身地板后部在(45~60Hz)内存在两个局部模态,此两个模态频率落在了传动轴的1.28阶激励和发动机的2阶工作激励频率范围内,引发了地板的共振。先对车身地板的有限元模型中的横梁进行了灵敏度分析,然后根据分析结果进行了地板横梁结构及布置的优化,最后对优化结果进行了试验验证。试验结果表明优化后车身地板的振动明显减弱,表明了优化方案的有效性,这对解决类似的汽车NVH问题具有指导和参考价值。