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基于CATIAV5的某汽车顶盖模态分析

10
06月

        

        

        
        作者: 张晓葡萄地开始出现马国杰

           一、小引   在立刻的汽车市场,跟随社会的开展,技术的先进,市场竞争日益地骗子,变高汽车的乘坐舒服性已译成无效的中间经过。。车在行驶行动方向中会受到由于途径的各式各样的震动,复杂的力,当励磁频率走近B车的自然频率时,会招致车体墓穴扭转甚至安排损失。顶盖是车身上最大的面板经过。,易受承认低频促进发生震动和噪声,设计阶段的模态剖析,腰槽安排的自然频率,即时举行安排最佳化设计,无效制止承认促进频率,放量制止设计缺陷和缺陷,以变高生利的保密的、舒服性和职责。有限元法在求解工程和技术成绩上是灵敏的。、快车道高效的优点,因而在模态剖析认为中,有限元法的应用很在海外。。 奇纳报业网   CATIA v5是人家在海外应用于汽车创造业的CAD/CAE/CAM集成软件体系。,CATIA补充了人家纬线职责周围,举行生利设计、剖析和创造在相同的人的界间的下举行。,它可以制止鉴于倒数替换而招致的录音书信的缺少。。本文最大限度地应用了CATIA v5中CAD/CAE集成的优点,顶盖有限元用土洒上的找到,举行模态剖析,认为顶盖前10阶模态下的自然频率和振型图,顶盖的薄弱环节剖析,预测其动态效能,为安排改善和最佳化设计补充了理论依照。。
二、模态剖析
模态是机械安排的固有震动特点。,安排的每种振型都有假设的的自然频率。、模态限制因素,如阻尼和振型。这些限制因素安宁体系的物理现象限制因素。,它是体系固有的。。模态剖析是安排动力设计和出错剖析的一种要紧办法。。有限元法首要用于计算模态剖析。,找到了以模态限制因素为目的有或起效能的数学用土洒上。,用多种办法求解体系固有值和特点航向的行动方向。模态剖析的应用钥匙职责是找出模态限制因素描画。求解模态限制因素成绩可以理想化为体系在0阻尼,无外载自在震动,求解安排固有值成绩。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固有值,按连续 ,这是体系的自然频率。,继用代用词法求解特点航向(3),表现体系的固有震动带菌者,也称为模态,复制模态震动的扭转产生。
三、CATIA有限元模态剖析行动方向
有限元剖析普通由三比例结合。:前处置、解算及后处置。预处置是找到与T相同的人或使巩固的有限元用土洒上。,使掉转船头了单元网格的隔离物。。隔离物的网格越多,有限元用土洒上与现实成绩越走近,但它会增大计算量。。对有限元用土洒上的数值解举行了计算器处置。。后处置是检查SO获取的浓厚的录音书信,评价和剖析物体的用户和睦的行动方向。有限元用土洒上是有限元剖析的先决条件和根底,找到有限元用土洒上是有限元的应用钥匙开动和环节。,有理的有限元用土洒上何止能保障有限元计算的行动正确无误的的,它可以增加计算器的存储量。,延伸计算工夫。
CATIA补充动态剖析(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用土洒上的找到
汽车的车顶执意汽车的车顶。,通常由外板洒上、维持或提高的梁。、不克不及开的窗和别的构成的。汽车顶盖为全体冲压盆子,但为了安心的起见,顶盖不得已具有必然的量级和刚度。,像很,通常在顶盖上面加必然数目的梁。,很可以在车翻车时防护行人。。持有违禁物起到加固和维持效能的梁都是叶片。。本文以某汽车顶盖为例举行了认为。。顶盖由顶盖洒上。、6根横梁和些许用于坚持的减震垫的结合,顶盖和横梁经过点焊焊有工作的。。本文应用CATIA软件找到了人家理想化的屋盖CAD用土洒上。,在建模行动方向中举行了严格意义上的的理想化。,拆下用作贴标签于的减震垫,CAE剖析中焊点的理想化。图2是顶盖CAD用土洒上。。
2。有限元用土洒上
预处置是有限元剖析的应用钥匙环节。,首要职责是找到有限元剖析用土洒上。,包罗清晰度适当人选、网格隔离物、清晰度属性、清晰度约束并应用装满。零构成的预处置根本相同的人,不同之处依赖次集不得已引起衔接效能bet。
(1)网格封爵和属性清晰度。
网格封爵是有限元剖析中间的一要紧职责,有限元剖析的行动正确无误的的径直受到感情。隔离物的网格越多、更一致的,有限元剖析归结为越正确无误的。,但它会延伸计算器的计算工夫。。有限元剖析中补充了三种网格单元。:为现实存在物用土洒上补充四面体元素,为曲面用土洒上补充平方元素,为一次的用土洒上补充梁单元。每个网格对应人家假设的的网格属性,三种网格典型对应于现实存在物属性、壳和梁特点。
本文将顶盖用土洒上理想化为曲面用土洒上。,因而平方元素被隔离物为曲面用土洒上。,为了腰槽高行动正确无误的的的网格,应核算级数、垂度和别的网格限制因素,级数巨大是每个单元的拉平级数。,数值越小,剖析行动正确无误的的越高。。垂度表现啮合和几何图形暗中的最大容许间隔,该值复制了分区网格和。在本包装,网格巨大设置为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,不得已清晰度网格属性,向顶盖和横梁的现实厚度添加shell属性,如图4所示。
(2)引起焊点衔接特点。
顶盖部件作为部件部件部件,施惠于为有限元找到人家特别的衔接特点。、力印象相干等。,很,装载量、应力和歪曲可以无效地印象到,只要很才能抓住配集成的剖析归结为。。
引起衔接效能需求两个开动。第一步,引起衔接相干。不克不及径直找到衔接特点,不得已由于衔接相干引起。衔接相干的引起方法有两种:一种是经过配D中间的约束器来清晰度零件暗中的门路。、并存和行动等衔接;可供选择的事物办法是经过剖析决定零件暗中的衔接。,可以清晰度部件暗中的普通衔接相干、点接、线接等。。应经过选择严格意义上的的办法A来引起衔接相干。第二份食物步,引起衔接效能。衔接不克不及径直用于有限元剖析,为了对配件举行有限元剖析,衔接相干不得已替换为有限元剖析。有限元剖析模块为衔接大道补充了专用器。,应用此器栏,可以引起滑动衔接、门路衔接特点、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别的。
横梁与顶盖暗中贴减震垫,联盟、隔音和震动防护的效能,由于顶盖和横梁是焊在总成上的。,本文作了严格意义上的的理想化。,理想化贴减震垫到焊点的衔接,图5是引起的顶盖焊使接触衔接特点图。
(3)增大约束和附加技能。
顶盖和侧壁焊有工作的,像很,顶盖的管制是集合的。。模态剖析中,不克不及强加重荷。,不料添加别的技能。。可添加技能、承认技能密度和一次的技能密度。本文认为了顶盖用土洒上附加承认的技能密度成绩。。
三。解算
CATIA有两种模态剖析和计算办法:(迭代 子圈占地迭代子圈占地法和Lanzcos-Lansos办法,它们都遵从的求解大对称的值成绩。。迭代子圈占地法应排气整的技能矩阵和刚度矩阵,无法孤独设置自然频率,计算裁判高声吹哨慢,但准确很高。。lansos办法应用一组航向来使掉转船头递推买卖。,快计算裁判高声吹哨,可以设置自然频率值,当需求测量部某个自然频率在附近的做模特儿时,这种办法更无效。。
率先,找到了频率剖析限制因素。,决定计算用土洒上的最大阶数,设置出色的次10,应用迭代 求解处置的子圈占地办法。
4。后处置
后处置首要是从C中获取浓厚的的形象录音。。补充引起归结为图形、后处置效能,如归结为图剖析和归结为剖析。与前10阶绝对应的自然频率如fi所示。,前10种做模特儿如图7所示。。
通常处境下,途径对汽车的促进频率为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在附近。,易共振。从第人家10阶震动图可以看出。:望板安排轻易扭转。,这比例是屋顶的薄弱环节。。顶盖作为外承认,与梁焊不料在管制处举行。,这种安排使梁轻易扭转。,梁的天桥产生应当代替物。、增大焊点数目随着在前后横梁与顶盖洒上件暗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、有限元建模与模态剖析,抓住了顶盖用土洒上的振型。,前10阶振型剖析,低频促进下顶板扭转薄弱环节的看法,为安排改善和最佳化设计补充了依照。。
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  • 生产日期:2019年06月10日 08点11分
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