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动刚度剖析在底盘结构件规划中的使用

1概述随着消费者收入水平的提高,对汽车产品的舒适性需求越来越高,从而导致了在整车开发中对影响舒适性指标的振动噪声提出了更高的设计

1 概述

跟着顾客收入水平的进步,对轿车产品的舒适性需求越来越高,然后导致了在整车开发中对影响舒适性目标的振荡噪声提出了更高的规划要求。在轿车行进过程中,发动机和路面的鼓励经过轿车底盘上的衔接点、车身、座椅以及其它部件,终究影响乘员的NVH片面感觉。轿车底盘零部件在整个传导链中重要的一环,对整车的噪声、振荡(Noise,Vibration Harshness,简称NVH)功能中有着重要影响。

NVH测验实验虽然是一种牢靠的办法,但有必要要在样车完结之后才干进行实验并发现问题,然后处理问题。假如问题严峻,还将带来开发周期的延伸和巨额的规划变更费用,添加开发本钱。NVH功能的仿真剖析办法,其长处在于能够在没有什物样车的规划阶段,较为精确地点评轿车的NVH功能,并提出改善计划,尽或许在规划阶段处理或许存在的NVH问题。为最终得到NVH功能优秀的轿车,在规划阶段就打好杰出的根底。运用现有的Altair RADIOSS软件中的模态频率呼应剖析,能够对车辆的中低频NVH功能进行有效地剖析及点评。

2 剖析理论

频率呼应剖析能够完成对结构的动态特性剖析,猜测结构的继续动力特性,验证规划能否战胜共振、疲惫及其受迫振荡引起的结构损坏,是核算线形结构在稳态振荡鼓励下的呼应的办法。关于线弹结构,一般选用粘性阻尼或结构阻尼振荡体系,阻尼的效果首要是搬运体系的能量,结构阻尼首要是因为不完全弹性的结构资料的内摩擦和在结构的固定衔接处,接触面之间的摩擦力引起的。依据轿车的结构办法,对轿车车身选用结构阻尼体系。在车身仿真剖析中,车身的部分刚度常选用速度导纳进行点评。关于速度频率呼应剖析,常把载荷输入点与呼应点取同一点,称为Driving Point Mobility,简称为Point Mobility。与Mobility密切相关的一个概念是动刚度,表征了结构在动载荷效果下反抗变形的才能,动刚度缺乏将对车身疲惫寿数和整车乘坐舒适性发生十分晦气的影响。一般情况下,在能够满意工程要求的根底上,悬置体系中隔振元件的Mobility规划的越高越好,而车身、车架等隔振件的衔接件的Mobility规划的越小越好。

在剖析动刚度时,一般运用模态频率呼应剖析法,模态频率呼应剖析的根本流程是先进行结构的模态核算,然后调用模态核算的成果,调查在设定的所要剖析的激振频率规模内的频率呼应。模态频率呼应法核算呼应便是运用结构的模态变形来削减方程数量及解耦运动方程的。经过模态频率呼应剖析能够求出结构在多种频率下的位移、速度、加速度呼应,得出呼应的频率呼应曲线,从而完成对结构的动态特性剖析。

3 剖析模型

车身和底盘相衔接的要害部位,需求其在轿车运转时能够接受必定的载荷,因此,为了能够满意车辆运转的需求,需求这些部位的部分动刚度满意必定的目标值要求,因此需求在自在模态和静刚度剖析根底上获取底盘零部件装置点在稳态振荡鼓励下的呼应。底盘结构规划中,一些要害点,包含发动机悬置点、减震器装置点、拖曳臂装置点及副车架装置点等是向车身传递振荡的首要来历,对车身的振荡和疲惫损坏有重要的影响效果,因此剖析要害点的动态特性具有重要的含义。

根据有限元剖析办法,核算出底盘装置点在单位简谐载荷效果下的呼应。运用Altair HyperMesh软件某车辆的前副车架有限元模型,均选用壳单元进行网格区分,模型如图1所示。

模型中选用核算中所运用的资料参数如下:

钢的资料参数:弹性模量:210Gpa,资料密度:7.8e-9ton/mm3,泊松比:0.3

4 剖析办法

运用根据Altair RADIOSS的模态频率呼应办法能够调查底盘结构关于整车的中低频NVH功能的影响,并可辅导用于改善整车NVH功能的底盘结构的优化办法,在规划阶段处理潜在的NVH问题。

发动机是轿车的首要噪声和振荡源,发动机振荡能够经过底盘传到车身,并可在车内发生噪音,严峻地影响到了乘坐的舒适性。轿车许多振荡噪声的问题往往都可归结到发动机振荡上。因此,轿车发动机悬置装置点的动态特性剖析显得十分重要。

发动机效果在底盘装置点的载荷巨细和方向具有随轿车运转状况而在宽频内改变的特征,因此要求该装置点的刚度特性也应具有随频率而改变的动态特性,即在低频内具有较大刚度来满意因为工况改变和路面不平等低频冲击引起的过大位移时的平衡需求:一起在中、高频内,又要求其刚度不应该太大且具有适宜的阻尼,以便衰减发动机传入车身的振荡。明显,传统的静态刚度校核办法不能满意上述要求,并且该办法也无法点评装置点对整个车身振荡和噪声的声振灵敏度。

为了取得发动机悬置装置点的速度呼应函数,首要树立底盘结构的有限元模型,并在悬置装置点施加载荷,然后运用RADIOSS软件的动力剖析模块求解剖析。

选用Altair RADIOSS软件的模态频率呼应办法核算该装置点的动态刚度。用于剖析的底盘副车架模型无束缚,为自在状况,因为对副车架不施加任何束缚,故该动态刚度能反映整个副车架的部分固有特性,本文选用3%的结构阻尼。将每个衔接点的每个方向(X、Y、Z)的鼓励载荷界说为一个载荷工况,载荷为1N的集中力,频率规模为所重视的中低频率,一起将鼓励点界说为呼应点,且呼应自在度与鼓励自在度相同,例如Z向单位鼓励的输出为Z向速度呼应。

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