浅析基于模态的白车身结构优化

目前试验模态分析技术已经成为解决振动噪声以及疲劳强度等实际问题的一项最重、应用最广泛的技术手段。通过模态试验识别出的汽车白车身的结构动力学特性对于乘坐舒适性和结构可靠性起着决定性的作用,是汽车新产品开发中结构分析的主内容。在模态分析的基础上,结合实际,基于理论分析前提,对白车身结构优化切入点进行探讨,对当前我国车企在车身结构动态特性领域的探索,本课题的研究可以提供一定的参考。     

轿车白车身模态分析

运用HyperMesh建立了某轿车白车身的有限元模型。分别通过Optistruct软件和试验对白车身进行了仿真模态分析和试验模态分析,得到仿真和试验条件下白车身的固有频率及对应的各阶振型。将仿真模态与试验模态进行对比,结果吻合度高,验证了白车身有限元模型的准确性。仿真与试验结果均表明,该车身整体一阶扭转频率较低,车身容易发生共振现象,需要改进设计。     

汽车车身空腔阻隔结构降噪试验研究

系统性地建立了阻隔结构降噪试验研究方法。建立面向白车身的阻隔结构降噪性能测量方法,通过对比阻隔结构拆除前后白车身模态与传递函数的变化情况,分析其对于车身低频噪声的抑制能力;建立面向整车的阻隔结构降噪性能转鼓试验方法,用以评估其对于发动机噪声、轮胎路面噪声的抑制能力;建立面向整车的阻隔结构降噪性能风洞试验方法,用以评估其对于气动噪声的抑制能力。试验结果表明,阻隔结构降低车内噪声主要有两个方面:一方面,空腔阻隔结构增强了车身的模态阻尼,抑制车身的振动,从而降低了车内低频噪声;另一方面,阻隔结构切断了车外噪声经过车身侧围空腔入侵乘员舱的传播途径,从而降低了车内高频噪声。     

基于PolyMAX的声固耦合模态试验研究

白车身的结构模态频率和模态振型反映了汽车车身结构的固有特性,对车内噪声有重要影响。车内空腔跟车身结构一样,同样拥有模态频率和模态振型。采用LMS数据采集系统对某国产SUV进行车内空腔声学模态试验。首先基于传声器阵列的方法获取响应点的信号,然后利用PolyMAX方法提取声学模态频率及振型。将声学模态频率与白车身结构模态频率进行对比分析,结果表明：车内空腔的第一、二阶声学模态分别跟白车身的第四、十阶结构模态有很强的耦合。最后通过实车测试验证了声固耦合共振时低频轰鸣的存在。可以在关键部件增加板厚、顶盖和地板附加阻尼层、顶盖加加强筋等方式改变车身结构的局部模态来破坏车身结构模态和声腔模态的强耦合状态,降低车内的低频轰鸣声     

轻型客车车身车架整体结构有限元模态分析

建立了某轻型客车车身、车架整体结构的有限元模型,计算了车身、车架整体结构和单独车架结构的振动模态,计算结果经过试验验证,表明所建立的有限元模型能够很好的反映原结构的振动特性。建立了车内空腔有限元模型,分析了车内空腔第一阶纵向模态。综合比较分析了车身、车架和空腔模态。     

客车车内降噪设计

首先针对某型客车建立了汽车车身结构的有限元模型,对建立的模型进行了有限元模态分析;通过比较计算得出的模态数据和实车试验得出的模态数据,验证了该车身结构有限元模型的正确性。基于模态分析的结果,提出了车身减振降噪的改进方案, 在车身模型上对结构进行了改进并且对改进前后的车内噪声进行分析。分析结果表明,该改进方案能有效降低车内的低频噪声。     

客车车内降噪设计

首先针对某型客车建立了汽车车身结构的有限元模型,对建立的模型进行了有限元模态分析;通过比较计算得出的模态数据和实车试验得出的模态数据,验证了该车身结构有限元模型的正确性。基于模态分析的结果,提出了车身减振降噪的改进方案, 在车身模型上对结构进行了改进并且对改进前后的车内噪声进行分析。分析结果表明,该改进方案能有效降低车内的低频噪声。     

带有阻尼结构的车内噪声控制研究

利用频谱分析和模态分析技术分析常用转速下车内噪声成分及车身各部分振动情况,确定阻尼片粘贴位置,并将条形阻尼结构应用于车内噪声控制。试验表明条形阻尼结构能有效抑制车辆行驶中的车身振动,降低车内噪声。     

移动装备的振动和声学特性分析

为了解决客车车身振动导致乘员室产生低频噪声的问题,在对车身骨架结构、车室腔体进行模态特性分析和对车身结构进行频响分析的基础上,运用边界元法对车室进行声场分析和车身板块贡献度分析,进而找出车内噪声声压峰值处所对应的振动频率及该峰值下的“噪声源”板块,提出对车身结构的修改建议.     

大型客车车身振动和声学特性分析

为了解决客车车身振动导致乘员室产生低频噪声的问题,在对车身骨架结构、车室腔体进行模态特性分析和对车身结构进行频响分析的基础上,运用边界元法对车室进行声场分析和车身板块贡献度分析,进而找出车内噪声声压峰值处所对应的振动频率及该峰值下的“噪声源”板块,提出对车身结构的修改建议。     

阻尼处理降低重型卡车驾驶室低频噪声

提出一种基于模态分析的重卡驾驶室低频噪声控制方法,将其应用于一款在怠速工况下低频轰鸣噪声较严重的重型卡车上。首先对车内噪声的频谱特性进行测试分析,获取低频噪声的频率成分信息。然后对驾驶室白车身进行模态分析,确定噪声峰值频率与车身结构振动关系,并对该部位采用阻尼处理以降低结构辐射噪声。对处理后的试验车进行噪声评价测试,结果表明主要频率处的噪声峰值降低了5.4 dB(A)～7.5 dB(A),试验车驾驶室低频噪声得到有效控制。     

钻机底座模态试验的一种简便方法

地钻机底座进行模态试验,往往由于工作环境的限制和需要测点较多,给测试工作带来很大不便;根据模 态分析理论,提出了模态测试的一种简便方法,即选取钻台面上合适的部分进行模态测试和分析,并将分析结果应用于 整个底座结构;在ZJ15型钻机底座模型上进行的模态试验结果的对比分析,验证了方法的可行性。     

模态测试设备系统校准方法研究

为了解决模态测试设备面向模态参数的校准问题,研究了模态分析与模态叠加理论,根据该理论得到一个闭环模态信号控制算法,由该闭环控制算法构建一个由5台激振器构成的闭环系统,该组激振器模拟模态测试过程中的一组信号,此组信号包含了标准模态参数的信号,最后用该组信号来校准模态测试设备。根据该方法进行了数值模拟和试验测试,结果显示该校准方法是可行的,并且可以脱离具体的模态结构,不同模态信号的模拟也可灵活实现。     

用锤击法和变时基技术进行黄河铁路桥的模态试验分析

介绍了用力锤激励铁路运动实际桥梁模态分析的特别试验。试验采用了新技术,一、弹性聚能力锤延长了力的激励时间,使激励力的能量聚集在低频处;二、使用了变时基（Ｖａｒｉｅｄ－Ｔｉｍｅ－Ｂａｓｅ）传递函数模态分析方法,极大提高了大型结构的传递函数的分析精度,从而使锤击法进行大型土木结构的模态试验成为可能。本文是国内外首次利用锤击激励进行的铁路运行实际桥梁模态分析的成功试验,具有一定的科研和应用价值。     

考虑结合面影响的组合梁非线性预应力模态分析

为了研究结合面非线性特性对机械结构动态性能的影响,利用有限元分析软件,以组合梁结合面为研究对象,首先进行了考虑结合面非线性特性的非线性预应力模态分析,证明了结合面非线性特性对组合梁各阶弯曲振动固有频率有重要影响;然后采用单变量法研究了结合面法向载荷和摩擦系数对组合梁振动特性的影响。研究表明：结合面的法向载荷和摩擦系数都会使组合梁的固有频率降低,其中摩擦系数占主导地位。摩擦系数对组合梁低阶固有频率影响较小,高阶时影响较大。最后进行了模态试验验证,实验表明：模态试验所得组合梁弯曲振型与非线性预应力模态分析法所得振型相吻合,且二者所得固有频率之间的误差在接受范围之内,从而证明了非线性预应力模态分析的可行性。     

截止阀的有限元模态分析

通过截止阀的三维建模型并进行模态分析,研究不同边界条件设置对模态分析结果的影响,并通过截止阀自由模态试验、工作模态试验对理论分析结果进行验证。结果显示阀杆和阀盘系统的固有频率较低,低噪声截止阀设计时不宜采用刚性壁假设;阀杆的边界条件设置将会极大的影响截止阀的计算结果。     

机械结构实验模态分析及典型应用

为了验证QLV-MA2型一体化虚拟式模态分析仪在机械结构实验模态分析中的可靠性和适用性,根据模态分析的基本原理,采用QLV-MA2型一体化虚拟式模态分析仪对典型的机械结构(如简支梁与摩托车车架)进行了模态试验与分析。实验结果表明,模态分析方法通过QLV-MA2型一体化模态分析仪在机械结构中的应用是有效可行的。     

敷设粘弹性材料的溜槽的试验模态分析

针对传统溜槽振动和噪声非常大的情况,设计了内部自由敷设粘弹性阻尼层的溜槽。文中应用了锤击激励法和LMS test. Lab振动测试系统对内部敷设粘弹性阻尼层的溜槽进行了模态试验,得到了前6阶固有频率、阻尼和振型,经过模态置信准则检验,所测试验模态参数真实有效。通过对试验结果的分析发现溜槽出口处的振动为扭转振动和弯曲振动的叠加,加工时应该加强出口处的强度以减小局部振动。研究结果为敷设粘弹性阻尼层的溜槽的优化设计提供了参考。     

工作模态分析中周期激励的识别及消除

 针对运行机械中通常存在周期激励这一情况,应用数值仿真的方法,研究周期激励对模态分析结果的影响。通过提取结构响应相关函数的模态幅值曲线图,能直观的识别出周期谐波响应模态成分,然后应用数字滤波技术滤除周期激励的干扰。仿真及试验结果表明该方法能够准确的识别出周期激励,对线性定常系统的工作模态分析具有一定的参考价值。     

模态迭代技术的试验研究

矩阵迭代法是振动系统获得模态的经典的数值方法,通常应用于有限元软件或其他数值分析领域.把该方法推广到试验模态技术领域,提出试验模态迭代法,通过假设振型以确定激振力,再激发稳态响应,数次迭代可以获得结构的模态振型.与现行结构共振试验获得模态振型思想完全不同的是,该方法同时调节激振器的激振幅值与相位,经过极少的试验周期,获得振型;振型的纯度仅仅与共振频率的试验精度有关,并且试验实现的复杂性与激振器数量无关.根据本技术进行纯模态共振试验,能极大地降低激振力调整工作量.