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。     

履带式沙滩清洁车车架模态分析

基于CREO建立车架的三维结构模型,利用ANSYSWorkbench的Modal模块对车架进行模态分析。分析结果表明,车架振动以弯曲振动为主,振动区域主要集中在车架前部。车架固有频率都大于发动机怠速激励频率和路面激励频率,但是第一阶模态频率接近发动机怠速激励频率,可能引发共振。为了改善车架的模态性能,对车架进行改进,结合模态分析结果,可知改进后的车架模态性能得到改善。     

混合动力采伐机车架模态分析

采伐机工作环境比较恶劣,影响车架的使用寿命和安全特性,需对其结构设计合理性进行验证。借助SolidWorks建立混合动力采伐机车架几何模型,并提出关键部件的布置方案。对电机、电池、柱塞泵、发动机组进行计算,确立参数并匹配模型,完成混合动力采伐机动力选型。通过模态分析,得到发动机的激励频率。通过HperWorks对车架进行模态分析,得到前12阶车架自由振动的频率和振型。车架自由振动频率避开了发动机的激励频率,不产生共振现象,实现了车架设计的合理性。     

车用动力总成模态优化研究

针对某车用动力总成试验过程中发动机和变速器结合面渗油的情况,运用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,研究动力总成的固有模态。结果表明,动力总成一阶模态只有176.1Hz,低于发动机最高转速下的点火激励频率,存在发动机运转过程中在某个转速点产生共振的风险。经过有限元模态分析一阶模态阵型,显示薄弱位置在缸体、油底壳与变速器的结合面处;通过对缸体和油底壳增加加强筋进行优化,使动力总成的一阶模态提高到240.2Hz,比优化前提升了36.4%,二阶模态也提升了22.5%。优化后的动力总成试验模态分析结果表明:该方案提高了动力总成固有模态。     

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。     

船式拖拉机船壳的试验模态研究

针对船式拖拉机样机在试验过程中出现中间轴已疲劳破坏和轴承损坏的现象,拟采用多点激励模态分析方法对其船壳动力学特征参数进行测试。试验研究中采用输出噪声估计模型获得频响函数,利用频域多参考点模态参数辨识方法进行模态参数识别,获得100 Hz以内系统的前7阶固有频率及前三阶模态振型。试验结果表明,船式拖拉机船壳存在较低的一阶固有频率,并且在发动机启动过程中由于变速箱的转动频率和发动机的振动频率分别与船式拖拉机船壳的一、二阶固有模态频率吻合,系统容易引起共振。研究结果为解决中间轴疲劳破坏问题指明了方向,为船壳设计和结构优化提供了理论依据。     

基于多学科多目标的后副车架轻量化设计

为了减轻某后副车架的重量,首先基于后副车架有限元分析模型对其进行自由模态分析,分析结果表明其前两阶频率均处于其发动机激振频率之外,能够有效地避免其发生共振。模态实验结果表明其仿真值与测试值基本一致,因此其有限元模型及其分析结果具有较高的准确度。然后基于典型工况的受力分析,同时建立后悬架多体动力学模型,获取各个工况下各个外连点的载荷,并且据此对其进行强度分析,分析结果表明其极限工况下的最大应力均低于材料极限,满足强度要求。最后基于Isight集成优化平台对后副车架零部件的料厚进行多学科多目标优化分析,获得了料厚的最佳设计参数,分析结果表明优化之后其强度性能和模态性能基本保持不变,其重量减轻了17.1%,并且其轻量化方案也顺利通过了整车道路可靠性实验。     

摩托车车架结构动力优化设计

应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性.然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构进行动力优化设计,有效地避免了摩托车常用工况下车架前几阶固有频率与发动机的一、二阶惯性力频率一致引起的摩托车共振问题,从而改善摩托车的动态特性,提高摩托车的乘坐舒适性和耐久性.     

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。     

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。     

某轻型载货车尿素箱支架振动特性分析及其优化

为了验证某轻型载货车尿素箱支架的振动特性是否符合工程设计要求,首先建立尿素箱支架有限元模型,对其进行模态性能分析,分析结构表明其前三阶固有频率处于发动机激励频率范围之外,能够满足模态性能要求.然后采集车架纵梁端的时域振动加速度,并且基于功率谱密度对其进行振动疲劳分析,分析结果表明该尿素箱支架的疲劳寿命超过实际工程要求值...     

不同激励作用的铰接式车辆车架动态特性分析

铰接式车辆车体结构复杂,需要对车体的固有特性进行分析,防止在运行中不同激励作用下出现共振现象.针对整车在正常行驶工况下的受力情况进行分析,获取车体结构振动基本方程;基于有限单元法建立车架有限元分析模型,分别获得前车体、后车体的前八阶固有频率和振型;分析路面激励和发动机激励对车体动态特性的影响,对车体的动态特性进行评价;基于车体激励试验台,分析路面激励、发动机激励等对车体振动的影响,以检验设计的可靠性.结果 可知:前车体固有振型主要是1个或几个部分振动为主的局部振动;前车体的前8阶弹性模态频率分布在(30～66)Hz范围内;后车体的前8阶弹性模态频率分布在(14～51)Hz范围内;前车体的一阶频率为30.85Hz,后车体的一阶频率为14.15Hz,高于路面的激励频率范围;前车体的(1～4)阶固有频率低于发动机怠速时的频率,(5～8)阶高于发动机的怠速时的频率(40Hz),不会引起共振;质心位置振动变化在三种作用形式下均未出现明显的激振情况.在激励作用下,振动幅度较输入激励略低,主要由于车辆减震器的作用,吸收了部分激励.表明设计是合理,分析过程可以作为此类研究的参考.     

立式消声器的动态响应与结构优化

为研究六缸柴油机用消声器振动特性,通过模态分析、模态测试与振动测试相结合的研究方法来分析消声器总成的振动特性及其在发动机不同转速点火激励下的振动响应,以提高其1阶约束模态同时对消声器总成开展结构优化.研究结果发现,原消声器总成故障主要原因是前2阶约束模态在发动机点火激励频率范围内,在1000rpm、1360rpmi附近...     

SA-PSO算法在动力吸振器参数优化中的应用

针对某7座中型SUV在2档节气门全开工况下存在的噪声问题,采用噪声振动测试和有限元分析相结合的方法进行分析,发现在214Hz频率附近存在明显的共振带,且在四阶次激励下尤为明显。该共振带频率与副车架二阶模态固有频率接近,需消除此共振带,降低车内噪声;采用副车架上加装吸振器的方案,使副车架二阶模态避开该共振频率。引入模拟退火算法与粒子群优化算法相结合对动力吸振器进行参数优化。采用优化参数设计了一款动力吸振器并进行仿真验证及实车安装,经验证所设计的动力吸振器消除了214Hz共振带,明显地降低车内噪声。     

基于模态分析的高压清洗车副发罩壳的优化设计

针对高压清洗车副发罩壳侧门合页容易产生裂纹及侧门门板容易变形的现象,首先建立副发罩壳三维模型和用于模态分析的有限元模型,并对其进行了模态分析,提取前六阶模态振型和频率;然后分析副发动机的振动频率,发现副发罩壳与副发动机存在共振现象;最后根据副发罩壳的使用要求、功能要求、前六阶模态振型和频率以及工艺要求,对其进行结构优化设计,并在同种约束条件下再次进行模态分析,发现副发罩壳的固有频率避开了副发动机的振动频率,从而验证了模态分析解决副发罩壳共振现象的可行性。     

某装载机后车架的模态以及振振灵敏度分析

装载机在工作过程中会产生较明显的振动。其中,车架自身固有频率肯能和外界激励频率产生共振,进而加剧装载机整体的振动幅度。如果发动机激励频率与后车架模态频率发生耦合,或者车架自身的振振灵敏度过大,都将引起驾驶室较大振动。本文通过计算装载机后车架的模态频率、模态振型以及振振灵敏度,对装载机的振动性能以及可靠性进行研究,为后续的优化工作做好准备。     

谷物联合收割机底盘机架模态分析与优化

为分析联合收割机底盘机架的振动特性，使用UG NX12.0建立机架的三维模型，使用NX Nastran进行理论模态分析，计算前12阶振型的固有频率和云图，得出机架最大变形部位。通过对底盘机架进行模态试验，验证理论分析的准确性。计算外部激励频率范围，对比分析机架固有频率与主要外部激励频率，对机架进行结构优化，有效避免机架共振。研究结果表明：在机架质量增加7.9%的前提下，机架的第9阶和第10阶固有频率分别降低到81.439 Hz和84.803 Hz,有效避开了发动机工作激振频率86.667 Hz。对优化的机架进行静力学分析，其结构强度满足设计要求。     

某轿车副车架的模态分析与试验研究

为了避免副车架因激励而产生的共振问题,副车架的模态试验研究具有重要意义。以某轿车副车架为研究对象,通过Hyper Mesh建立了车架的有限元模型,并利用ABAQUS计算出该车架结构的前10阶固有频率。采用移动传感器和移动力锤的试验方法对副车架固有频率进行测试,获得模态实验数据。通过对比试验模态和计算模态的值,两者的最大相对误差在5%以内,验证了有限元模型的正确性,为后续动静力学分析提供数据支持,研究结果对副车架的结构优化和改进具有重要的指导意义。     

基于模态分析的某商用车车架结构优化设计

为提高某商用车车架的振动性能,实现轻量化设计,以车架整体结构为研究对象,基于CAE仿真和自由模态计算对其进行振动特性分析,由于车架在发动机激励低频范围内,易引起共振。基于提高车架的一阶固有频率的目的,制定了四种优化方案。通过对车架进行静态特性分析,获得四种方案的强度和抵抗变形能力。结果表明优化方案在满足强度校核和刚度要求的条件下,提高了一阶固有频率和振动特性,有效解决了车架在低频状态下的共振问题。     

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。