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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

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06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地变得明朗马国杰

           一、小引   在目前的的汽车市场,跟随社会的开展,技术的先进,市场竞争日见狡猾的,增强汽车的乘坐舒服性已译成无效的媒质经过。。汽车在行驶奔流中会受到源自途径的杂多的震动,复杂的力,当励磁频率近似值B车的自然频率时,会通向车体极慢地扭曲甚至布置亏损。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受内部低频使忙碌发生震动和噪声,设计阶段的模态剖析,开腰槽布置的自然频率,即时停止布置使最优化设计,无效转移内部使忙碌频率,放量转移设计缺陷和缺陷,以增强商品的保障获得安全的、舒服性和可信任。有限元法在求解工程和技术成绩上是轻快的的。、迅速高效的优点,因而在模态剖析沉思中,有限元法的涂极端地到国外。。 中国1971报业网   CATIA v5是每一到国外涂于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件零碎。,CATIA储备物质了每一同时发生或出现布道所周围的,停止商品设计、剖析和创造在完全同样的衔接下停止。,它可以转移鉴于互惠的替换而通向的通知知识的缺少。。本文最大限度地运用了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元构成者的开发,停止模态剖析,沉思顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节剖析,预测其静力学机能,为布置改良和使最优化设计储备物质了理论根据。。
二、模态剖析
模态是机械布置的固有震动特点。,布置的每种振型都有赠送的的自然频率。、模态限制因素,如阻尼和振型。这些限制因素安心零碎的物质的限制因素。,它是零碎固有的。。模态剖析是布置动力设计和做错剖析的一种要紧方法。。有限元法次要用于计算模态剖析。,开发了以模态限制因素为目的重大聚会的数学构成者。,用多种方法求解零碎固有值和特点带菌者的奔流。模态剖析的运用钥匙布道所是找出模态限制因素塑造。求解模态限制因素成绩可以帮助为零碎在0阻尼,无外载自在震动,求解布置固有值成绩。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固有值,按由大到小排列 ,这是零碎的自然频率。,那时的用取代法求解特点带菌者(3),表现零碎的固有震动航向,也称为模态,折转模态震动的扭曲现象。
三、CATIA有限元模态剖析奔流
有限元剖析普通由三切断结合。:前处置、解算及后处置。预处置是开发与T相反或相像的有限元构成者。,应验了单元网格的隔墙。。隔墙的网格越多,有限元构成者与实践成绩越近似值,但它会增添计算量。。对有限元构成者的数值解停止了数纸机处置。。后处置是检查SO获取的落落大方通知知识,评价和剖析瞄准的用户亲密的朋友奔流。有限元构成者是有限元剖析的事先准备和根底,开发有限元构成者是有限元的运用钥匙进行和环节。,有理的有限元构成者不不得不誓言有限元计算的正确度,它可以增加数纸机的存储量。,延年益寿计算工夫。
CATIA储备物质静力学剖析(静力学) 剖析)、屈曲剖析(Buckling 剖析)和频率剖析(Frequency 剖析)等多种有限元剖析方法,CATIA模态剖析的流程图如图1所示。。
四、顶盖模态剖析
1。CAD构成者的开发
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板重叠部分、准备或提高的梁。、煤箱和静止一部分。汽车顶盖为全体冲压用板条做或装备,但为了获得安全起见,顶盖必须做的事具有必然的级数和刚度。,如下,通常在顶盖上面加必然等同的梁。,这样的事物可以在汽车翻车时防护装置闲散人员。。懂得起到加固和准备功用的梁都是用包裹。。本文以某汽车顶盖为例停止了沉思。。顶盖由顶盖重叠部分。、6根横梁和某些用于胶粘物的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊合作。。本文运用CATIA软件开发了每一帮助的屋盖CAD构成者。,在建模奔流中停止了漂亮的的帮助。,拆下用作门或窗户上面的线脚的减震垫,CAE剖析中焊点的帮助。图2是顶盖CAD构成者。。
2。有限元构成者
预处置是有限元剖析的运用钥匙环节。,次要布道所是开发有限元剖析构成者。,包罗明确资料、网格隔墙、明确属性、明确约束并涂堆积。零一部分预处置根本相反,不同之处相信按次集必须做的事确立或使安全衔接功用bet。
(1)网格产生和属性明确。
网格产生是有限元剖析说话中肯任一要紧布道所,有限元剖析的正确度指导受到冲击。隔墙的网格越多、更一致的,有限元剖析产生越正确。,但它会延年益寿数纸机的计算工夫。。有限元剖析中储备物质了三种网格单元。:为实践存在物构成者储备物质四面体元素,为曲面构成者储备物质希腊语字母表第四字母δ元素,为直线的构成者储备物质梁单元。每个网格对应每一赠送的的网格属性,三种网格典型对应于实践存在物属性、壳和梁特点。
本文将顶盖构成者帮助为曲面构成者。,因而希腊语字母表第四字母δ元素被隔墙为曲面构成者。,为了开腰槽高正确度的网格,应健康状态量级、垂度和静止网格限制因素,量级体积是每个单元的典型的量级。,数值越小,剖析正确度越高。。垂度表现啮合和多少私下的最大容许间隔,该值折转了分区网格和。在本用纸覆盖,网格体积设置为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,必须做的事明确网格属性,向顶盖和横梁的实践厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)确立或使安全焊点衔接特点。
顶盖子组件部件作为子组件部件子组件部件子组件部件,强迫为有限元开发每一特别的衔接特点。、力传输相干等。,这样的事物,加载、应力和尽量使力可以无效地传输到,仅仅这样的事物才能通行拆卸集成的剖析产生。。
确立或使安全衔接功用必要两个进行。第一步,确立或使安全衔接相干。不克不及指导开发衔接特点,必须做的事本衔接相干确立或使安全。衔接相干的确立或使安全方法有两种:一种是经过拆卸D说话中肯约束器来明确零件私下的碰到。、一致和去掉等衔接;替代的方法是经过剖析决定零件私下的衔接。,可以明确子组件部件私下的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择漂亮的的方法A来确立或使安全衔接相干。第二的步,确立或使安全衔接功用。衔接不克不及指导用于有限元剖析,为了对拆卸件停止有限元剖析,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关口储备物质了专用器。,运用此器栏,可以确立或使安全滑动衔接、碰到衔接特点、刚性衔接特点、焊接合点衔接特点、焊衔接特点和螺栓衔接特点及静止。
横梁与顶盖私下贴减震垫,排整齐、隔音和震动防护装置的功用,由于顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了漂亮的的帮助。,帮助贴减震垫到焊点的衔接,图5是确立或使安全的顶盖焊接合点衔接特点图。
(3)增添约束和附加品质。
顶盖和侧壁焊合作,如下,顶盖的禁闭是使坚固或稳固的。。模态剖析中,不克不及施加的事物重任。,不得不添加静止品质。。可添加品质、外貌品质密度和直线的品质密度。本文沉思了顶盖构成者附加外貌的品质密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态剖析和计算方法:(迭代 子空的空间或地点迭代子空的空间或地点法和Lanzcos-Lansos方法,它们都一致的求解大对称美值成绩。。迭代子空的空间或地点法运彻底探讨整的品质矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算一阵慢,但准确很高。。lansos方法运用一组带菌者来应验递推手术。,彻底地计算一阵,可以设置自然频率值,当必要测量土地某个自然频率不远地的榜样时,这种方法更无效。。
率先,开发了频率剖析限制因素。,决定计算构成者的最大阶数,设置最高的按次10,运用迭代 求解处置的子空的空间或地点方法。
4。后处置
后处置次要是从C中获取落落大方的目测通知。。储备物质确立或使安全产生图形、后处置功用,如产生图剖析和产生剖析。与前10阶对立应的自然频率如fi所示。,前10种榜样如图7所示。。
通常经济状况下,途径对汽车的使忙碌频率为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不远地。,易共振。从第每一10阶震动图可以看出。:望板布置轻易扭曲。,这切断是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外外貌,与梁焊不得不在禁闭处停止。,这种布置使梁轻易扭曲。,梁的岔道现象被期望互换。、增添焊点等同于是在前后横梁与顶盖重叠部分件私下设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、结论
本文运用CATIA一体化设计方法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态剖析,通行了顶盖构成者的振型。,前10阶振型剖析,低频使忙碌下顶板扭曲薄弱环节的认得,为布置改良和使最优化设计储备物质了根据。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点08分
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