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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

10
06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地醒悟马国杰

           一、小引   在明天的汽车市场,跟随社会的开展,技术的增强,市场竞争日见热情的,增强汽车的乘坐舒服性已变为无效的中名辞经过。。赋形剂在行驶跑过中会受到因路途的杂多的震动,复杂的力,当励磁频率靠近B车的自然频率时,会使掉转船头车体悲哀畸变甚至布置增加。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受表面低频鼓动发生震动和噪声,设计阶段的模态辨析,购置物布置的自然频率,即时举行布置使尽可能有效设计,无效戒除表面鼓动频率,放量戒除设计缺陷和缺陷,以增强买卖的防护、舒服性和有价证券。有限元法在求解工程和技术成绩上是松紧带的。、快车道高效的优点,因而在模态辨析细想中,有限元法的敷用药很范围广泛的。。 柴纳报业网   CATIA v5是一个人范围广泛的敷用药于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件零碎。,CATIA提议了一个人交配作业周围的,举行买卖设计、辨析和创造在同样的交界面下举行。,它可以戒除鉴于互相关联的事物替换而使掉转船头的创纪录的消息的缺少。。本文将就了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元起形成功用的人的开发,举行模态辨析,细想顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节辨析,预测其静力学机能,为布置改善和使尽可能有效设计提议了理论依照。。
二、模态辨析
模态是机械布置的固有震动特点。,布置的每种振型都有使具有特性的自然频率。、模态参量,如阻尼和振型。这些参量停止零碎的物理现象参量。,它是零碎固有的。。模态辨析是布置动力设计和纸条辨析的一种要紧方法。。有限元法首要用于计算模态辨析。,开发了以模态参量为目的职务的数学起形成功用的人。,用多种方法求解零碎本征值和特点航向的跑过。模态辨析的锁上作业是找出模态参量刻画。求解模态参量成绩可以理想化的事物为零碎在0阻尼,无外载自在震动,求解布置本征值成绩。N自在度零碎无阻尼时的自在震动微分方程为:
当k和m是正定的矩阵时,求解出 n本征值,按连续 ,这是零碎的自然频率。,与用代替者法求解特点航向(3),表现零碎的固有震动带菌者,也称为模态,玻璃模态震动的畸变算术。
三、CATIA有限元模态辨析跑过
有限元辨析普通由三分得的财产结合。:前处置、解算及后处置。预处置是开发与T平稳的或似的有限元起形成功用的人。,成功了单元网格的区分。。区分的网格越多,有限元起形成功用的人与实践成绩越靠近,但它会加法运算计算量。。对有限元起形成功用的人的数值解举行了计算图表处置。。后处置是检查SO获取的有雅量的创纪录的消息,评价和辨析抱反感的用户亲密的朋友跑过。有限元起形成功用的人是有限元辨析的假定和根底,开发有限元起形成功用的人是有限元的锁上估量和环节。,有理的有限元起形成功用的人不唯一的使防护有限元计算的严守标准的,它可以增加计算图表的储藏室。,延伸计算时期。
CATIA提议静力学辨析(静力学) 辨析)、屈曲辨析(Buckling 辨析)和频率辨析(Frequency 辨析)等多种有限元辨析方法,CATIA模态辨析的流程图如图1所示。。
四、顶盖模态辨析
1。CAD起形成功用的人的开发
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板涂盖层、绷紧肌肉或提高的梁。、不克不及开的窗和其余的组分。汽车顶盖为合奏冲压磨刀皮带,但为了防护起见,顶盖宜具有必然的加剧和刚度。,因而,通常在顶盖上面加必然数的梁。,非常的可以在赋形剂翻车时看守过路人。。领地起到加固和绷紧肌肉功用的梁都是鳃。。本文以某汽车顶盖为例举行了细想。。顶盖由顶盖涂盖层。、6根横梁和稍许地用于密着的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊紧随其后。。本文应用CATIA软件开发了一个人理想化的事物的屋盖CAD起形成功用的人。,在建模跑过中举行了特赞的理想化的事物。,拆下用作起诉的减震垫,CAE辨析中焊点的理想化的事物。图2是顶盖CAD起形成功用的人。。
2。有限元起形成功用的人
预处置是有限元辨析的锁上环节。,首要作业是开发有限元辨析起形成功用的人。,包孕限界资料、网格区分、限界属性、限界约束并敷用药装填。零组分预处置根本平稳的,不同之处分娩次集宜找到衔接功用bet。
(1)网格性格和属性限界。
网格性格是有限元辨析做成某事一要紧作业,有限元辨析的严守标准的率直的受到效果。区分的网格越多、更一致的,有限元辨析卒越正确无误的。,但它会延伸计算图表的计算时期。。有限元辨析中提议了三种网格单元。:为实在性起形成功用的人提议四面体元素,为曲面起形成功用的人提议三角板元素,为长度的起形成功用的人提议梁单元。每个网格对应一个人使具有特性的网格属性,三种网格典型对应于实在性属性、壳和梁特点。
本文将顶盖起形成功用的人理想化的事物为曲面起形成功用的人。,因而三角板元素被区分为曲面起形成功用的人。,为了购置物高严守标准的的网格,应核算面积、垂度和其余的网格参量,面积堆积起来是每个单元的拉平面积。,数值越小,辨析严守标准的越高。。垂度表现啮合和若干暗中的最大容许间隔,该值玻璃了分区网格和。在本文章,网格堆积起来设置为25毫米水银柱高。,SAG设置为,选择抛物曲线的网格典型,如图3所示。啮合后,宜限界网格属性,向顶盖和横梁的实践厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)找到焊点衔接特点。
顶盖子组件部件作为子组件部件子组件部件子组件部件,施恩惠为有限元开发一个人特别的衔接特点。、力传输相干等。,非常的,负担、应力和拉伤可以无效地传输到,单独地非常的才能获益拆卸集成的辨析卒。。
找到衔接功用需求两个估量。第一步,找到衔接相干。不克不及率直的开发衔接特点,宜鉴于衔接相干找到。衔接相干的找到方法有两种:一种是经过拆卸D做成某事约束器来限界零件暗中的接触人。、碰巧和摇动等衔接;备选的方法是经过辨析决定零件暗中的衔接。,可以限界子组件部件暗中的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择特赞的方法A来找到衔接相干。居第二位的步,找到衔接功用。衔接不克不及率直的用于有限元辨析,为了对拆卸件举行有限元辨析,衔接相干宜替换为有限元辨析。有限元辨析模块为衔接通过提议了专用器。,应用此器栏,可以找到滑动衔接、接触人衔接特点、刚性衔接特点、焊插入插座衔接特点、焊衔接特点和螺栓衔接特点及其余的。
横梁与顶盖暗中贴减震垫,协约国、隔音和震动看守的功用,因顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了特赞的理想化的事物。,理想化的事物贴减震垫到焊点的衔接,图5是找到的顶盖焊插入插座衔接特点图。
(3)加法运算约束和附加大量。
顶盖和侧壁焊紧随其后,因而,顶盖的暧昧的是使停止流通的。。模态辨析中,不克不及痛苦的经历装满。,唯一的添加其余的大量。。可添加大量、表面大量密度和长度的大量密度。本文细想了顶盖起形成功用的人附加表面的大量密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态辨析和计算方法:(迭代 子未填写的迭代子未填写的法和Lanzcos-Lansos方法,它们都遵从的求解大匀称值成绩。。迭代子未填写的法应废气整的大量矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算猛冲慢,但精度很高。。lansos方法应用一组航向来成功递归式采取军事行动。,聪明的计算猛冲,可以设置自然频率值,当需求观察所得某个自然频率距离的类型时,这种方法更无效。。
率先,开发了频率辨析参量。,决定计算起形成功用的人的最大阶数,设置至高的次10,应用迭代 求解处置的子未填写的方法。
4。后处置
后处置首要是从C中获取有雅量的的想像创纪录的。。提议找到卒图形、后处置功用,如卒图辨析和卒辨析。与前10阶绝对应的自然频率如fi所示。,前10种类型如图7所示。。
通常处境下,路途对汽车的鼓动频率为20赫兹。。图6显示了顶盖的自然频率。,3阶、4阶和5阶自然频率集合在20Hz距离。,易共振。从第一个人10阶震动图可以看出。:车身顶盖布置轻易畸变。,这分得的财产是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外表面,与梁焊唯一的在暧昧的处举行。,这种布置使梁轻易畸变。,梁的打算术宜兑换。、加法运算焊点数连同在前后横梁与顶盖涂盖层件暗中设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、收场白
本文应用CATIA一体化设计方法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态辨析,获益了顶盖起形成功用的人的振型。,前10阶振型辨析,低频鼓动下顶板畸变薄弱环节的看法,为布置改善和使尽可能有效设计提议了依照。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点09分
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