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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

10
06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地破晓马国杰

           一、小引   在现代的汽车市场,跟随社会的开展,技术的先进,市场竞争冉冉激怒者,提升汽车的乘坐舒服性已变成无效的中级的经过。。汽车在行驶折术中会受到源自途径的杂多的震动,复杂的力,当励磁频率走近B车的自然频率时,会领到车体下场使变形甚至建筑风格危害。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受外面低频驱动力发生震动和噪声,设计阶段的模态辨析,获得建筑风格的自然频率,即时停止建筑风格最佳化设计,无效撤销外面驱动力频率,放量撤销设计缺陷和缺陷,以提升生利的保密的、舒服性和保卫。有限元法在求解工程和技术成绩上是有弹力的的。、迅速高效的优点,因而在模态辨析仔细考虑中,有限元法的用功极端地广阔的。。 奇纳报业网   CATIA v5是人家广阔的用功于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件零碎。,CATIA暂代他人职务了人家并联的指定事实,停止生利设计、辨析和创造在使相等相间的下停止。,它可以撤销鉴于相互的替换而领到的消息通信的缺少。。本文将就了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元模仿的引起,停止模态辨析,仔细考虑顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节辨析,预测其恒稳态功用,为建筑风格改良和最佳化设计暂代他人职务了理论根据。。
二、模态辨析
模态是机械建筑风格的固有震动特点。,建筑风格的每种振型都有决定的的自然频率。、模态决定因素,如阻尼和振型。这些决定因素打开零碎的自然的决定因素。,它是零碎固有的。。模态辨析是建筑风格动力设计和摆脱辨析的一种要紧办法。。有限元法次要用于计算模态辨析。,引起了以模态决定因素为目的行使职责的数学模仿。,用多种办法求解零碎特点数和特点用无线电引导的折术。模态辨析的键入指定是找出模态决定因素描绘。求解模态决定因素成绩可以使单纯为零碎在0阻尼,无外载自在震动,求解建筑风格特点数成绩。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特点数,按连续 ,这是零碎的自然频率。,于是用取代法求解特点用无线电引导(3),表现零碎的固有震动用无线电引导,也称为模态,反射性的模态震动的使变形时尚界。
三、CATIA有限元模态辨析折术
有限元辨析普通由三拆移结合。:前处置、解算及后处置。预处置是引起与T使相等或使巩固的有限元模仿。,获得了单元网格的分割。。分割的网格越多,有限元模仿与现实成绩越走近,但它会扩大计算量。。对有限元模仿的数值解停止了电脑处置。。后处置是检查SO获取的大方的消息通信,评价和辨析反对的用户助手折术。有限元模仿是有限元辨析的房屋和根底,引起有限元模仿是有限元的键入开动和环节。,有理的有限元模仿不光能抵押品有限元计算的行动苛求的,它可以增加电脑的存储量。,延伸计算工夫。
CATIA暂代他人职务恒稳态辨析(恒稳态) 辨析)、屈曲辨析(Buckling 辨析)和频率辨析(Frequency 辨析)等多种有限元辨析办法,CATIA模态辨析的流程图如图1所示。。
四、顶盖模态辨析
1。CAD模仿的引起
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板增殖体、支持或提高的梁。、煤箱和另一边组分。汽车顶盖为完全冲压狭板,但为了保险箱起见,顶盖霉臭具有必然的严格性和刚度。,到这地步,通常在顶盖上面加必然标号的梁。,这样地可以在汽车翻车时保卫行人。。各种的起到加固和支持功用的梁都是表格。。本文以某汽车顶盖为例停止了仔细考虑。。顶盖由顶盖增殖体。、6根横梁和某些用于胶水的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊跟在后面。。本文应用CATIA软件引起了人家使单纯的屋盖CAD模仿。,在建模折术中停止了麝香的的使单纯。,拆下用作监视的减震垫,CAE辨析中焊点的使单纯。图2是顶盖CAD模仿。。
2。有限元模仿
预处置是有限元辨析的键入环节。,次要指定是引起有限元辨析模仿。,包孕界说适当人选、网格分割、界说属性、界说约束并用功装填。零组分预处置根本使相等,不同之处分娩按次集霉臭创办衔接功用bet。
(1)网格创作和属性界说。
网格创作是有限元辨析打中任一要紧指定,有限元辨析的行动苛求的径直受到撞击。分割的网格越多、更一致的,有限元辨析产物越苛求。,但它会延伸电脑的计算工夫。。有限元辨析中暂代他人职务了三种网格单元。:为本体模仿暂代他人职务四面体元素,为曲面模仿暂代他人职务平方元素,为直线的模仿暂代他人职务梁单元。每个网格对应人家决定的的网格属性,三种网格典型对应于本体属性、壳和梁特点。
本文将顶盖模仿使单纯为曲面模仿。,因而平方元素被分割为曲面模仿。,为了获得高行动苛求的的网格,应整齐规模、垂度和另一边网格决定因素,规模大量是每个单元的打算规模。,数值越小,辨析行动苛求的越高。。垂度表现啮合和几何学著作当中的最大容许间隔,该值反射性的了分区网格和。在本论文,网格大量设置为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,霉臭界说网格属性,向顶盖和横梁的现实厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)创办焊点衔接特点。
顶盖部件作为部件部件部件,施恩惠为有限元引起人家特别的衔接特点。、力交付相干等。,这样地,装货、应力和拉伤可以无效地交付到,单独的这样地才能到达配集成的辨析产物。。
创办衔接功用必要两个开动。第一步,创办衔接相干。不克不及径直引起衔接特点,霉臭因衔接相干创办。衔接相干的创办方法有两种:一种是经过配D打中约束器来界说零件当中的痕迹。、无意之中和转学等衔接;其他的办法是经过辨析决定零件当中的衔接。,可以界说部件当中的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择麝香的的办法A来创办衔接相干。次货步,创办衔接功用。衔接不克不及径直用于有限元辨析,为了对配件停止有限元辨析,衔接相干霉臭替换为有限元辨析。有限元辨析模块为衔接两幢房屋之间的间隔暂代他人职务了专用器。,运用此器栏,可以创办滑动衔接、痕迹衔接特点、刚性衔接特点、焊接触人衔接特点、焊衔接特点和螺栓衔接特点及另一边。
横梁与顶盖当中贴减震垫,排列、隔音和震动保卫的功用,因顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了麝香的的使单纯。,使单纯贴减震垫到焊点的衔接,图5是创办的顶盖焊接触人衔接特点图。
(3)扩大约束和附加堆。
顶盖和侧壁焊跟在后面,到这地步,顶盖的边线是附着的。。模态辨析中,不克不及完成装货。,要不是添加另一边堆。。可添加堆、外面堆密度和直线的堆密度。本文仔细考虑了顶盖模仿附加外面的堆密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态辨析和计算办法:(迭代 子留空隙迭代子留空隙法和Lanzcos-Lansos办法,它们都依从的求解大整齐值成绩。。迭代子留空隙法应排气装置整的堆矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算进度慢,但准确很高。。lansos办法运用一组用无线电引导来获得重现管理。,禁食计算进度,可以设置自然频率值,当必要视察某个自然频率关于的模仿时,这种办法更无效。。
率先,引起了频率辨析决定因素。,决定计算模仿的最大阶数,设置高尚的按次10,运用迭代 求解处置的子留空隙办法。
4。后处置
后处置次要是从C中获取大方的的形象化消息。。暂代他人职务创办产物图形、后处置功用,如产物图辨析和产物辨析。与前10阶对立应的自然频率如fi所示。,前10种模仿如图7所示。。
通常机遇下,途径对汽车的驱动力频率为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关于。,易共振。从第人家10阶震动图可以看出。:望板建筑风格轻易使变形。,这拆移是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外外面,与梁焊要不是在边线处停止。,这种建筑风格使梁轻易使变形。,梁的打时尚界麝香使改变方向。、扩大焊点标号随着在前后横梁与顶盖增殖体件当中设置贴阻尼垫等办法来处理这一成绩。
五、夸夸其谈的演说
本文应用CATIA混合设计办法,顶盖的数字建模、有限元建模与模态辨析,到达了顶盖模仿的振型。,前10阶振型辨析,低频驱动力下顶板使变形薄弱环节的看法,为建筑风格改良和最佳化设计暂代他人职务了根据。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点08分
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