1 前语
重型轿车车架是一个无限多自在度的振荡体系，在外界的时变鼓励下将发生振荡。当外界激振频率与体系的固有频率挨近时，将发生共振。共振将会使得乘员感觉不舒服，带来噪声和前期疲惫损坏。因而，合理的车架模态对进步整车的整车的可靠性和NVH功能等有十分重要的含义。在轿车产品规划开发过程中，预先把握所规划产品的动态特性，使所规划的产品满足动态特性要求，对车辆的动态特性是非常重要的。能够从两个方面取得产品结构的固有振荡频率和振型，一种办法是经过实验的办法，对样车进行模态实验，识别出结构的各阶模态频率和振型，另一种办法是经过理论剖析核算，剖析核算出结构的各阶模态和振型。实验办法的局限性是必须在规划样车制造出来之后，才干进行实验剖析。经过对实践样车的实验剖析，得出产品的根本动态特性，假如不能满足规划需求，需求从头规划，然后再出产样车实验。如此往复屡次，才干得到一个较为满足的产品。可是产品开发周期长费用高，不能够敏捷推出产品，占领市场，对企业发展晦气。理论核算剖析则能够在规划的初始阶段，不需求出产样车，经过核算剖析就能够得到产品的各项动态功能指标，这样就很大程度上节约开发费用，并缩短研制周期。
本文使用有限元办法，选用HyperWorks软件离散并树立了重型轿车车架的有限元模型，使用求解器核算，得出了车架的前十阶自在模态频率和振型，并和实验模态进行了比照。
2 有限元模型树立
在有限元模型前处理软件HyperMesh中对车架进行几许整理，并做网格区分。车架首要由冲压钢板组成，经过铆钉、螺栓进行衔接。依据剖析的需求，对车架以及各支架部件进行了必要的简化和处理，车架纵梁以及横梁与衔接板选用壳单元，螺栓与铆钉选用刚性单元，关于铸造件选用四面体单元进行离散。模型共区分单元402788个，节点178504个。其有限元核算剖析模型（如图1所示）。
图1 车架有限元模态核算剖析模型
3.1 模态剖析理论基础
关于多自在度线弹性体系，其运动微分方程能够用矩阵的方式表达为：
Mÿ(t)+C ẏ (t)+Ky(t)=X(t) （1）
式中：M、C和K分别为体系的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，y(t)为体系的呼应位移矢量，x(t)为体系遭到的鼓励力矢量。
假如结构阻尼很小，对体系的模态参数影响不大，则在进行核算模态剖析时一般疏忽方程式(1)中的阻尼力项，这时求解其特征值能够得到体系的实模态，即模态振型所表明的各自在度的相对运动是同相或反相的。而假如结构阻尼较大，则不能疏忽阻尼力的影响，求出的是体系的复模态。模态振型各自在度之间的相对运动存在相位差，其巨细是由模态阻尼比决议的[1]。
3.2 有限元模态剖析
理论仅考虑了车架本身的质量和刚度，核算了车架的前五阶模态频率和模态振型。详细成果如表1所示。
表1 理论剖析成果 
图2 车架有限元剖析模态振型
车架的模态实验首要由以下四部分组成：被试车架、激振体系、拾振体系、数据剖析与处理体系。其间激振体系包含信号发生器、功率放大器和激振器。拾振体系包含加速度传感器、力传感器、电荷放大器和信号收集体系。模态剖析和数据处理体系首要选用LMS Test.Lab剖析软件。
