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。     

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。     

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.     

基于动态特性的车架再设计

应用三维CAD软件建立车架的模型,通过接口输入动力分析软件,定义模型的材料、实常数以及约束情况等,对模型进行离散化,建立有限元模型,求解得到模型的前5阶模态参数.与利用试验模态法测试得到的前5阶模态参数吻合程度较好,两种方法均得到与发动机怠速时的激励频率25Hz很接近的-阶固有频率24.7Hz且振型为底板绕Y弯+墙板绕Z弯.为了避开此激励频率,利用修改后的有限元模型对车架进行结构修改,使得车架-阶固有频率与发动机怠速时的激励频率25Hz有了较大的偏移.     

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。     

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。     

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。     

基于有限元的汽车传动轴模态参数优化研究

针对汽车传动轴在工作中因外部激励而共振的问题,通过三维建模软件CATIA建立了某轻型卡车传动轴模型并导入有限元分析软件ANSYS中,对主传动轴和中间传动轴在自由模态情况下以及传动轴总成在约束模态情况下的前6阶非刚体自由模态参数进行了研究。分别对传动轴不同轴管长度和壁厚相对应的模态参数变化规律建立了数学模型,并进行了归纳;提出了一种基于有限元技术的汽车传动轴模态参数优化的方法,利用有限元软件ANSYS对优化后的模型进行了测试。研究结果表明:通过减小传动轴轴管壁厚1 mm可使传动轴总成1阶固有频率从132.82 Hz提高到138.49 Hz,满足避免共振的要求。     

柴油机缸盖结构有限元模态分析和模态测试

利用有限元分析软件ANSYS对造型十分复杂的某发动机缸盖结构建立了有限元模型,而后进行了自由模态分析计算,得到了该缸盖结构的低阶振动模态频率与模态振型.为验证模态分析模型的正确性,对该缸盖结构进行了模态试验测试,用锤击法对缸盖结构进行振动激励,利用测试软件获取缸盖结构的低阶振动模态频率与振型.通过有限元模态分析与模态测试结果的对比,验证了有限元模态分析模型与结果合理性,为该类型发动机缸盖结构设计与优化提供了参考依据.     

基于模态灵敏度分析的某乘用车白车身结构优化设计

建立了某乘用车白车身模态有限元分析模型,计算了白车身的振动模态。对白车身1阶扭转频率对各板件厚度的灵敏度进行了分析,得到相对抗扭灵敏度较大的板件。以这些板件为设计变量,对白车身结构进行优化设计。优化后车身的1阶扭转频率由25.24 Hz提高为27.007 Hz,避开了发动机激励的共振频率,增强了整车强度。     

MODAL ANALYSIS OF A CHASSIS FRAME OF A HEAVY LECTRA HAUL

ＭＯＤＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＡＣＨＡＳＳＩＳＦＲＡＭＥＯＦＡＨＥＡＶＹＬＥＣＴＲＡＨＡＵＬＺｈａｎｇＪｉｎｇｍｉｎ；ＬｉＹｕｊｕａｎ；ＣｈｅｎＳｈｅｐｉｎｇ（ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｈａｓｓｉｓｆｒａｍ...     

超声波电动机面内振动模态试验测试系统

介绍了所研制的超声波电动机面内振动模态试验测试系统。系统通过X-Y数字控制移动平台实现测点点阵的自动定位;只用一个一维面内振动激光测头,基于分量测量方法,通过90°转台实现了测点面内振动二维矢量的测量。该系统可以测试测件面内振动模态频率和定频激励下的振型,适用的超声波电动机定子表面形状包括矩形、圆环形,也可以测试直线分布点阵的面内振动模态。该系统的研制成功填补了国内外空白。     

天线结构模态分析

本文介绍了天线结构模态分析常用的两种方法———有限元法FEM和模态试验法 ,重点叙述了有限元法分析的特点和应用 ,并进行实例分析 ,为天线结构设计提供参考。     

立式电机定子模态有限元仿真及试验研究

以某立式电机为原型,建立了电机定子的真实三维实体模型,用有限元方法建立了动力学分析模型.在MSC.Nastran环境下,进行了定子的模态仿真分析,研究了其固有振动特性,得到了定子前6阶固有频率和振型.进行了定子的模态试验,试验数据与仿真分析结果对比表明,两种方法结果接近.研究成果既反映了电机的动力学性能,又为电机的动态特性分析奠定了基础.     

基于模态实验的螺栓结合部动刚度识别方法

采用LMS Test.Lab对螺栓结合部进行模态实验分析,获得了系统的六阶固有频率和振型,为有限元仿真中模态分析做参照。利用ANSYS Workbench对有限元模型中弹簧的参数进行设置并进行模态分析,计算出六阶振型和固有频率。对比仿真计算的结果和实验测得的结果,识别出螺栓结合部的动刚度。通过对比螺栓预紧力矩为55N·m时识别结果和实验测试的结果(误差在10%以内),证明了该方法的正确性。本识别方法精度高,识别过程简单,为机械结构中螺栓结合部动刚度的求解提供了一种思路。     

求解复杂轴扭振动力特性的一种近似分析方法

应用模态摄动法求解非均质变截面复杂轴的扭转振动的模态特性。在这一方法中,选择与复杂轴约束条件相同、等截面均匀轴的扭转振动解析模态函数作为近似分析的基函数,采用Ritz展开和摄动分析相结合的方法,把复杂轴扭振的变系数微分方程的求解,转化为一组代数方程组的求解。虽然这一方法应用了结构振动分析中常用的Ritz展开原理,但避免了关于模态广义坐标的特征值问题的求解,通过代数方程组的求解,可逐一求得复杂轴的扭转振动的模态特性,简化了求解的难度。通过2个算例的分析表明,该方法简单实用,且具有较高的精度。     

某型艇用双联斜齿轮本体振动模态分析

在对某型艇用双联斜齿轮模态分析的基础上,讨论双联斜齿轮辐板结构对其模态参数的影响,其结果可为双联斜齿轮结构设计提供参考.     

某半挂牵引车车架计算模态与试验模态对比研究

以某半挂牵引车车架为研究对象,以板壳单元为基础建立其有限元模型,进行模态仿真与试验。对比分析仿真结果和试验结果发现,两者在固有频率和振型上高度吻合,说明两种模态分析结果的有效性和所采取的FEA建模方法与分析方法是可行的,可为车架的结构设计和动态特性优化提供一定的参考。     

RV-40E减速器模态仿真与实验研究

以RV-40E减速器为对象,通过模态仿真与模态实验相结合的方法,对RV减速器进行了自由模态下的动态特性研究.首先,基于Ansys进行RV-40E减速器整机建模与仿真,得到固有频率与振型的仿真结果;然后,对国内和纳博特斯克(Nabtesco)RV-40E减速器的整机实验模态进行对比测试,结果表明,国内RV-40E减速器的...     

复模态整体识别法在车床模态参数识别中的应用

介绍了复模态整体识别方法的理论基础,并对车床进行试验模态分析,识别出车床的模态参数,所得结果可为进一步的理论分析和结构优化提供参考.