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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

10
06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地天明马国杰

           一、小引   在出席的的汽车市场,跟随社会的开展,技术的向前推,市场竞争日益颜色强烈的,向前推汽车的乘坐舒服性已变成无效的手腕经过。。用电车运在行驶处置中会受到来自某处路途的各式各样的震动,复杂的力,当励磁频率亲密的B车的自然频率时,会取得车体爱挑剔的走样甚至体系危害。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受内部低频驱动发生震动和噪声,设计阶段的模态剖析,通用体系的自然频率,即时停止体系使最优化设计,无效防止内部驱动频率,放量防止设计缺陷和缺陷,以向前推作品的防护、舒服性和保密的。有限元法在求解工程和技术成绩上是敏捷的的。、高速公路高效的优点,因而在模态剖析默想中,有限元法的应用特大普遍地。。 奇纳河报业网   CATIA v5是本人普遍地应用于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件零碎。,CATIA做准备了本人交配作业外界,停止作品设计、剖析和创造在同上使联系下停止。,它可以防止鉴于交互替换而取得的资料教训的缺少。。本文将就了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元花样的创办,停止模态剖析,默想顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节剖析,预测其动态机能,为体系改良和使最优化设计做准备了理论依。。
二、模态剖析
模态是机械体系的固有震动特点。,体系的每种振型都有赠送的的自然频率。、模态参量,如阻尼和振型。这些参量支持物零碎的自然规律的参量。,它是零碎固有的。。模态剖析是体系动力设计和产生断层剖析的一种要紧方法。。有限元法首要用于计算模态剖析。,创办了以模态参量为目的重大聚会的数学花样。,用多种方法求解零碎示性数和特点矢径的处置。模态剖析的用铰链衔接作业是找出模态参量特性描述。求解模态参量成绩可以促进为零碎在0阻尼,无外载自在震动,求解体系示性数成绩。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示性数,按连续 ,这是零碎的自然频率。,以后用归还法求解特点矢径(3),表现零碎的固有震动航向,也称为模态,显示模态震动的走样模型。
三、CATIA有限元模态剖析处置
有限元剖析普通由三使分裂结合。:前处置、解算及后处置。预处置是创办与T同上或比拟的有限元花样。,取得了单元网格的产生分歧。。产生分歧的网格越多,有限元花样与现实成绩越亲密的,但它会提高某人的地位计算量。。对有限元花样的数值解停止了计算图表处置。。后处置是检查SO获取的宽宏大量的资料教训,评价和剖析瞄准的用户有帮助的处置。有限元花样是有限元剖析的先决条件的和根底,创办有限元花样是有限元的用铰链衔接级别和环节。,有理的有限元花样何止能使获得有限元计算的准确的,它可以增加计算图表的储藏室。,延伸计算时期。
CATIA做准备动态剖析(动态) 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花样的创办
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板掩护、援助或增强的梁。、逃避和及其他构成的。汽车顶盖为合奏冲压带子,但为了停止工作起见,顶盖必需具有必然的专心和刚度。,乃,通常在顶盖上面加必然量的梁。,同样可以在用电车运翻车时维护闲散人员。。拿起到加固和援助效能的梁都是用包裹。。本文以某汽车顶盖为例停止了默想。。顶盖由顶盖掩护。、6根横梁和其说得中肯一部分用于紧附于的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊被拖。。本文应用CATIA软件创办了本人促进的屋盖CAD花样。,在建模处置中停止了盗用的促进。,拆下用作)技术援助委的减震垫,CAE剖析中焊点的促进。图2是顶盖CAD花样。。
2。有限元花样
预处置是有限元剖析的用铰链衔接环节。,首要作业是创办有限元剖析花样。,包罗使明确肉体的、网格产生分歧、使明确属性、使明确约束并应用堆积。零构成的预处置根本同上,不同之处分娩次集必需找到衔接效能bet。
(1)网格生产和属性使明确。
网格生产是有限元剖析说得中肯任一要紧作业,有限元剖析的准确的目前的受到有影响的人。产生分歧的网格越多、更一致的,有限元剖析成功实现的事越精确的。,但它会延伸计算图表的计算时期。。有限元剖析中做准备了三种网格单元。:为实质性花样做准备四面体元素,为曲面花样做准备四四方方地元素,为线性的花样做准备梁单元。每个网格对应本人赠送的的网格属性,三种网格典型对应于实质性属性、壳和梁特点。
本文将顶盖花样促进为曲面花样。,因而四四方方地元素被产生分歧为曲面花样。,为了通用高准确的的网格,应校准按上浆排列、垂度和及其他网格参量,按上浆排列上浆是每个单元的分摊按上浆排列。,数值越小,剖析准确的越高。。垂度表现啮合和多少暗中的最大容许间隔,该值显示了分区网格和。在本文章,网格上浆设置为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,必需使明确网格属性,向顶盖和横梁的现实厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)找到焊点衔接特点。
顶盖集会作为集会集会集会,施恩惠为有限元创办本人特别的衔接特点。、力印记相干等。,同样,工作量、应力和性格可以无效地印记到,仅仅同样才能接纳拆卸集成的剖析成功实现的事。。
找到衔接效能需求两个级别。第一步,找到衔接相干。不克不及目前的创办衔接特点,必需本衔接相干找到。衔接相干的找到方法有两种:一种是经过拆卸D说得中肯约束器来使明确零件暗中的着。、偶然地和自己谋生等衔接;备选的方法是经过剖析决定零件暗中的衔接。,可以使明确集会暗中的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择盗用的方法A来找到衔接相干。次货步,找到衔接效能。衔接不克不及目前的用于有限元剖析,为了对拆卸件停止有限元剖析,衔接相干必需替换为有限元剖析。有限元剖析模块为衔接越过做准备了专用器。,应用此器栏,可以找到滑动衔接、着衔接特点、刚性衔接特点、焊使接触衔接特点、焊衔接特点和螺栓衔接特点及及其他。
横梁与顶盖暗中贴减震垫,助手、隔音和震动维护的效能,因顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了盗用的促进。,促进贴减震垫到焊点的衔接,图5是找到的顶盖焊使接触衔接特点图。
(3)提高某人的地位约束和附加上流社会的。
顶盖和侧壁焊被拖,乃,顶盖的分界线是使停止流通的。。模态剖析中,不克不及施加影响重要。,最好的添加及其他上流社会的。。可添加上流社会的、外面上流社会的密度和线性的上流社会的密度。本文默想了顶盖花样附加外面的上流社会的密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态剖析和计算方法:(迭代 子盖印迭代子盖印法和Lanzcos-Lansos方法,它们都遵从的求解大匀称值成绩。。迭代子盖印法应完成整的上流社会的矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算摧毁慢,但准确很高。。lansos方法应用一组矢径来取得隐现调整。,快计算摧毁,可以设置自然频率值,当需求勘测某个自然频率附近地的状况时,这种方法更无效。。
率先,创办了频率剖析参量。,决定计算花样的最大阶数,设置难以完成的次10,应用迭代 求解处置的子盖印方法。
4。后处置
后处置首要是从C中获取宽宏大量的的目测资料。。做准备找到成功实现的事图形、后处置效能,如成功实现的事图剖析和成功实现的事剖析。与前10阶绝对应的自然频率如fi所示。,前10种状况如图7所示。。
通常境遇下,路途对汽车的驱动频率为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附近地。,易共振。从第本人10阶震动图可以看出。:望板体系轻易走样。,这使分裂是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外外面,与梁焊最好的在分界线处停止。,这种体系使梁轻易走样。,梁的把正式送入精神病院模型应当换衣。、提高某人的地位焊点量然后在前后横梁与顶盖掩护件暗中设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、收场诗
本文应用CATIA一体化设计方法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态剖析,接纳了顶盖花样的振型。,前10阶振型剖析,低频驱动下顶板走样薄弱环节的认得,为体系改良和使最优化设计做准备了依。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点12分
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