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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   在现任的的汽车市场,跟随社会的开展,技术的先进,市场竞争一天天地狂怒,提高汽车的乘坐舒服性已适宜无效的中名辞经过。。媒介物在行驶进程中会受到出生于路途的杂多的震动,复杂的力,当励磁频率将近B车的自然频率时,会事业车体危险的走样甚至构成赔偿金。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受正视低频驱车旅行发生震动和噪声,设计阶段的模态剖析,获得物构成的自然频率,即时举行构成使尽可能有效设计,无效控制正视驱车旅行频率,放量控制设计缺陷和缺陷,以提高产额的保密的、舒服性和职责。有限元法在求解工程和技术成绩上是机敏的的。、高速公路高效的优点,因而在模态剖析探索中,有限元法的勤勉去到处。。 柴纳报业网   CATIA v5是东西到处勤勉于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件零碎。,CATIA暂代他人职务了东西同时发生或出现工作周围的事物,举行产额设计、剖析和创造在恒等的交流下举行。,它可以控制鉴于彼此替换而事业的通知书信的缺少。。本文将就了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元用模子做的构造,举行模态剖析,探索顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节剖析,预测其动态功用,为构成改良和使尽可能有效设计暂代他人职务了理论本着。。
二、模态剖析
模态是机械构成的固有震动特点。,构成的每种振型都有假定的自然频率。、模态限制因素,如阻尼和振型。这些限制因素支持物零碎的自然的限制因素。,它是零碎固有的。。模态剖析是构成动力设计和使顺利滑动剖析的一种要紧办法。。有限元法次要用于计算模态剖析。,构造了以模态限制因素为目的有或起功用的数学用模子做。,用多种办法求解零碎本征值和特点航向的进程。模态剖析的转折点工作是找出模态限制因素描绘。求解模态限制因素成绩可以使轻易为零碎在0阻尼,无外载自在震动,求解构成本征值成绩。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,按由大到小排列 ,这是零碎的自然频率。,那时的用代替者法求解特点航向(3),表现零碎的固有震动航向,也称为模态,反射模态震动的走样计算。
三、CATIA有限元模态剖析进程
有限元剖析普通由三分得的财产结合。:前处置、解算及后处置。预处置是构造与T同卵双胞或使巩固的有限元用模子做。,实施了单元网格的隔墙。。隔墙的网格越多,有限元用模子做与实践成绩越将近,但它会加法运算计算量。。对有限元用模子做的数值解举行了计算器处置。。后处置是检查SO获取的慷慨的通知书信,评价和剖析靶子的用户朋友进程。有限元用模子做是有限元剖析的事先准备和根底,构造有限元用模子做是有限元的转折点接近和环节。,有理的有限元用模子做不唯一的确保有限元计算的严守标准的,它可以缩减计算器的仓库面积。,延年益寿计算工夫。
CATIA暂代他人职务动态剖析(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用模子做的构造
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板涂盖层、夹子或提高的梁。、通风窗和安心部。汽车顶盖为整个冲压均匀厚度的片状硬物体,但为了有价证券起见,顶盖必需品具有必然的严格性和刚度。,所以,通常在顶盖上面加必然总量的梁。,这样的事物可以在媒介物翻车时备款以支付闲散人员。。拥有起到加固和夹子功用的梁都是一大片。。本文以某汽车顶盖为例举行了探索。。顶盖由顶盖涂盖层。、6根横梁和一点点用于胶合的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊有工作的。。本文应用CATIA软件构造了东西使轻易的屋盖CAD用模子做。,在建模进程中举行了正当的的使轻易。,拆下用作口头禅的减震垫,CAE剖析中焊点的使轻易。图2是顶盖CAD用模子做。。
2。有限元用模子做
预处置是有限元剖析的转折点环节。,次要工作是构造有限元剖析用模子做。,包孕界说塞满、网格隔墙、界说属性、界说约束并勤勉使担负。零部预处置根本同卵双胞,不同之处分娩挨次集必需品创办衔接功用bet。
(1)网格肉体美和属性界说。
网格肉体美是有限元剖析切中要害每一要紧工作,有限元剖析的严守标准的最接近的受到感动。隔墙的网格越多、更一致的,有限元剖析总算越精密。,但它会延年益寿计算器的计算工夫。。有限元剖析中暂代他人职务了三种网格单元。:为材料用模子做暂代他人职务四面体元素,为曲面用模子做暂代他人职务坚定地元素,为通过单独的若干阶段来发展用模子做暂代他人职务梁单元。每个网格对应东西假定的网格属性,三种网格典型对应于材料属性、壳和梁特点。
本文将顶盖用模子做使轻易为曲面用模子做。,因而坚定地元素被隔墙为曲面用模子做。,为了获得物高严守标准的的网格,应修长的巨大、垂度和安心网格限制因素,巨大大块是每个单元的平均水平巨大。,数值越小,剖析严守标准的越高。。垂度表现啮合和几经过的最大容许间隔,该值反射了分区网格和。在本包装,网格大块设置为25=megameter。,SAG设置为,选择抛物曲线的网格典型,如图3所示。啮合后,必需品界说网格属性,向顶盖和横梁的实践厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)创办焊点衔接特点。
顶盖拆卸作为拆卸拆卸拆卸,使负债务为有限元构造东西特别的衔接特点。、力使铭记相干等。,这样的事物,装填、应力和歪曲可以无效地使铭记到,但是这样的事物才能受到拆卸集成的剖析总算。。
创办衔接功用需求两个接近。第一步,创办衔接相干。不克不及最接近的构造衔接特点,必需品由于衔接相干创办。衔接相干的创办方法有两种:一种是经过拆卸D切中要害约束器来界说零件经过的着。、意外地和摇动等衔接;另类的办法是经过剖析决定零件经过的衔接。,可以界说拆卸经过的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择正当的的办法A来创办衔接相干。瞬间步,创办衔接功用。衔接不克不及最接近的用于有限元剖析,为了对拆卸件举行有限元剖析,衔接相干必需品替换为有限元剖析。有限元剖析模块为衔接隔墙暂代他人职务了专用器。,应用此器栏,可以创办滑动衔接、着衔接特点、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安心。
横梁与顶盖经过贴减震垫,使结盟、隔音和震动备款以支付的功用,由于顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了正当的的使轻易。,使轻易贴减震垫到焊点的衔接,图5是创办的顶盖焊联系衔接特点图。
(3)加法运算约束和附加大规模的。
顶盖和侧壁焊有工作的,所以,顶盖的疆界是常客的。。模态剖析中,不克不及运用要价。,唯一的添加安心大规模的。。可添加大规模的、正视大规模的密度和通过单独的若干阶段来发展大规模的密度。本文探索了顶盖用模子做附加正视的大规模的密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态剖析和计算办法:(迭代 子消失迭代子消失法和Lanzcos-Lansos办法,它们都依从的求解大整齐值成绩。。迭代子消失法应排出整的大规模的矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算一步慢,但精确很高。。lansos办法应用一组航向来实施隐现手感。,迅速计算一步,可以设置自然频率值,当需求注意某个自然频率不远地的典范时,这种办法更无效。。
率先,构造了频率剖析限制因素。,决定计算用模子做的最大阶数,设置黄金时代挨次10,应用迭代 求解处置的子消失办法。
4。后处置
后处置次要是从C中获取慷慨的的想像通知。。暂代他人职务创办总算图形、后处置功用,如总算图剖析和总算剖析。与前10阶绝对应的自然频率如fi所示。,前10种典范如图7所示。。
通常制约下,路途对汽车的驱车旅行频率为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。从第东西10阶震动图可以看出。:车身顶盖构成轻易走样。,这分得的财产是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外正视,与梁焊唯一的在疆界处举行。,这种构成使梁轻易走样。,梁的女围巾计算将会使转动。、加法运算焊点总量和在前后横梁与顶盖涂盖层件经过设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、尾声
本文应用CATIA整合设计办法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态剖析,受到了顶盖用模子做的振型。,前10阶振型剖析,低频驱车旅行下顶板走样薄弱环节的认得,为构成改良和使尽可能有效设计暂代他人职务了本着。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点08分
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