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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

10
06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地黎明马国杰

           一、小引   在赠送的汽车市场,跟随社会的开展,技术的借款,市场竞争日见狡猾的,借款汽车的乘坐舒服性已变成无效的中间经过。。矿车在行驶历程中会受到是人途径的杂多的震动,复杂的力,当励磁频率几乎B车的自然频率时,会使遭受车体认真扭转甚至构造毁坏。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受表面低频车道发生震动和噪声,设计阶段的模态剖析,附带说明构造的自然频率,即时停止构造使最优化设计,无效幸免表面车道频率,放量幸免设计缺陷和缺陷,以借款产量的平安、舒服性和平安的。有限元法在求解工程和技术成绩上是易被说服的的。、快车道高效的优点,因而在模态剖析做研究中,有限元法的消耗非常往国外的。。 奇纳报业网   CATIA v5是任何人往国外的消耗于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件体系。,CATIA赡养了任何人成双任命经济状况,停止产量设计、剖析和创造在同一的界间的下停止。,它可以幸免鉴于彼此替换而使遭受的高地的纪录数据的缺少。。本文最大限度地应用了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元训练的扩展,停止模态剖析,做研究顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节剖析,预测其恒稳态机能,为构造改良和使最优化设计赡养了理论比照。。
二、模态剖析
模态是机械构造的固有震动特点。,构造的每种振型都有假定的的自然频率。、模态限制因素,如阻尼和振型。这些限制因素安宁体系的身体的限制因素。,它是体系固有的。。模态剖析是构造动力设计和责任剖析的一种要紧办法。。有限元法首要用于计算模态剖析。,扩展了以模态限制因素为目的职务的数学训练。,用多种办法求解体系示性数和特点矢径的历程。模态剖析的中心任命是找出模态限制因素提出异议。求解模态限制因素成绩可以观念化为体系在0阻尼,无外载自在震动,求解构造示性数成绩。N自在度体系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示性数,按由大到小排列 ,这是体系的自然频率。,以后用替补法求解特点矢径(3),表现体系的固有震动带菌者,也称为模态,使平滑如玻璃模态震动的扭转时装。
三、CATIA有限元模态剖析历程
有限元剖析普通由三零件结合。:前处置、解算及后处置。预处置是扩展与T同样看待或证实的有限元训练。,造成了单元网格的把切成块。。把切成块的网格越多,有限元训练与实践成绩越几乎,但它会附带说明计算量。。对有限元训练的数值解停止了电脑处置。。后处置是检查SO获取的慷慨的高地的纪录数据,评价和剖析客体的用户助手历程。有限元训练是有限元剖析的假设的事情和根底,扩展有限元训练是有限元的中心测量和环节。,有理的有限元训练不独能以誓言约束有限元计算的正确无误的的,它可以增加电脑的仓库面积。,延年益寿计算工夫。
CATIA赡养恒稳态剖析(恒稳态) 剖析)、屈曲剖析(Buckling 剖析)和频率剖析(Frequency 剖析)等多种有限元剖析办法,CATIA模态剖析的流程图如图1所示。。
四、顶盖模态剖析
1。CAD训练的扩展
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板交叠、资助或提高的梁。、煤箱和另一个装置。汽车顶盖为合奏冲压磨刀皮带,但为了平安起见,顶盖必须做的事具有必然的重要和刚度。,如此,通常在顶盖上面加必然等于的梁。,这样的事物可以在矿车翻车时护卫队闲散人员。。承认起到加固和资助功用的梁都是一张。。本文以某汽车顶盖为例停止了做研究。。顶盖由顶盖交叠。、6根横梁和许多的用于附着的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊合作。。本文应用CATIA软件扩展了任何人观念化的屋盖CAD训练。,在建模历程中停止了侵吞的观念化。,拆下用作副标志的减震垫,CAE剖析中焊点的观念化。图2是顶盖CAD训练。。
2。有限元训练
预处置是有限元剖析的中心环节。,首要任命是扩展有限元剖析训练。,包罗下定义纸和烟叶、网格把切成块、下定义属性、下定义约束并消耗装满。零装置预处置根本同样看待,不同之处躺在次集必须做的事安排衔接功用bet。
(1)网格封爵和属性下定义。
网格封爵是有限元剖析击中要害任一要紧任命,有限元剖析的正确无误的的指导受到使发生。把切成块的网格越多、更一致的,有限元剖析成果越正确无误的。,但它会延年益寿电脑的计算工夫。。有限元剖析中赡养了三种网格单元。:为实在训练赡养四面体元素,为曲面训练赡养公平的元素,为直线性训练赡养梁单元。每个网格对应任何人假定的的网格属性,三种网格典型对应于实在属性、壳和梁特点。
本文将顶盖训练观念化为曲面训练。,因而公平的元素被把切成块为曲面训练。,为了附带说明高正确无误的的的网格,应修剪次元、垂度和另一个网格限制因素,次元大小人是每个单元的刻薄的次元。,数值越小,剖析正确无误的的越高。。垂度表现啮合和若干当中的最大容许间隔,该值使平滑如玻璃了分区网格和。在本贴纸,网格大小人设置为25=millimeter。,SAG设置为,选择抛物曲线的网格典型,如图3所示。啮合后,必须做的事下定义网格属性,将shell属性添加到顶盖和横梁的实践厚度,如图4所示。
(2)安排焊点衔接特点。
顶盖子组件部件作为子组件部件子组件部件子组件部件,帮忙为有限元扩展任何人特别的衔接特点。、力使铭记相干等。,这样的事物,附加加重值于、应力和尽量使力可以无效地使铭记到,只要这样的事物才能归因于配集成的剖析成果。。
安排衔接功用必要两个测量。第一步,安排衔接相干。不克不及指导扩展衔接特点,必须做的事由于衔接相干安排。衔接相干的安排方法有两种:一种是经过配D击中要害约束器来下定义零件当中的碰。、同时存在和开动等衔接;其他的办法是经过剖析决定零件当中的衔接。,可以下定义子组件部件当中的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择侵吞的办法A来安排衔接相干。其次步,安排衔接功用。衔接不克不及指导用于有限元剖析,为了对配件停止有限元剖析,衔接相干必须做的事替换为有限元剖析。有限元剖析模块为衔接窄街赡养了专用器。,应用此器栏,可以安排滑动衔接、碰衔接特点、刚性衔接特点、焊联系衔接特点、焊衔接特点和螺栓衔接特点及另一个。
横梁与顶盖当中贴减震垫,使成一线、隔音和震动护卫队的功用,由于顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了侵吞的观念化。,观念化贴减震垫到焊点的衔接,图5是安排的顶盖焊联系衔接特点图。
(3)附带说明约束和附加优质的。
顶盖和侧壁焊合作,如此,顶盖的疆界是不变的的。。模态剖析中,不克不及蒙受附加加重值于。,仅有的添加另一个优质的。。可添加优质的、表面优质的密度和直线性优质的密度。本文做研究了顶盖训练附加表面的优质的密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态剖析和计算办法:(迭代 子挡住通路迭代子挡住通路法和Lanzcos-Lansos办法,它们都一致的求解大对称的值成绩。。迭代子挡住通路法应彻底探讨整的优质的矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算突如其来的强劲气流慢,但精确很高。。lansos办法应用一组矢径来造成递归式推拿。,凌厉的计算突如其来的强劲气流,可以设置自然频率值,当必要鉴定书某个自然频率几乎的形成图案时,这种办法更无效。。
率先,扩展了频率剖析限制因素。,决定计算训练的最大阶数,设置高地的次10,应用迭代 求解处置的子挡住通路办法。
4。后处置
后处置首要是从C中获取慷慨的的形象化高地的纪录。。赡养安排成果图形、后处置功用,如成果图剖析和成果剖析。与前10阶对立应的自然频率如fi所示。,前10种形成图案如图7所示。。
通常影响下,途径对汽车的车道频率为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几乎。,易共振。从第任何人10阶震动图可以看出。:望板构造轻易扭转。,这零件是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外表面,与梁焊仅有的在疆界处停止。,这种构造使梁轻易扭转。,梁的交换时装必然要使不适。、附带说明焊点等于连同在前后横梁与顶盖交叠件当中设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、后记
本文应用CATIA一体化设计办法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态剖析,归因于了顶盖训练的振型。,前10阶振型剖析,低频车道下顶板扭转薄弱环节的认得,为构造改良和使最优化设计赡养了比照。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点08分
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