某轎車副車架模態(tài)分析

胡禮，陳海，郝鋅，蔣碌權(quán)，邵力勇

（四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 雅安 625000）

某轎車副車架模態(tài)分析

胡禮，陳海，郝鋅，蔣碌權(quán)，邵力勇

（四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司，四川 雅安 625000）

本文通過(guò)用Hypermesh11.0進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后用MSC.NASTRAN進(jìn)對(duì)某轎車副車架進(jìn)行模態(tài)分析，以確定沖壓橫梁結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到原液壓橫梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)固有頻率，為制定工藝方案提供支持，也為以后同類產(chǎn)品的研發(fā)提供設(shè)計(jì)參考。

副車架；模態(tài)分析；液壓

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)06-54-02

前言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，人們對(duì)整車的要求也越來(lái)越高，這不得不要求整車廠以最低的成本在最短的時(shí)間內(nèi)推出質(zhì)量最好的產(chǎn)品。副車架作為轎車底盤最為重要的結(jié)構(gòu)件，極其影響整車的安全性、舒適性和穩(wěn)定性，所以設(shè)計(jì)的好壞將直接決定產(chǎn)品在市場(chǎng)上的聲譽(yù)。

本文以某轎車副車架為例，通過(guò)在Hypermesh11.0里進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后在MSC.NASTRAN進(jìn)行模態(tài)分析，以確定沖壓橫梁結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到原液壓橫梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)固有頻率，為制定工藝方案提供支持，也為以后同類產(chǎn)品的研發(fā)提供設(shè)計(jì)參考。

1、有限元模型建立

由于副車架的連接件比較多，通過(guò)幾何模型的簡(jiǎn)化處理，建立的有限元模型如下：

1.1 材料參數(shù)

為了以上兩個(gè)模型計(jì)算對(duì)比方便，現(xiàn)將材料參數(shù)統(tǒng)一要求如下：

彈性模量：210Gpa

泊松比：0.28

密度：7.9×103Kg/m3

1.2 分析方法

運(yùn)用MSC.Nastran的模態(tài)分析方法，可以考察副車架結(jié)構(gòu)對(duì)整車NVH的影響，從而避免出現(xiàn)共振的情況。在Nastran中，一共有三種計(jì)算模態(tài)的方法，分別是：跟蹤法 （Tracking method）、變換法 （Tromsformation method）、蘭索士法（Lamczos method）。這三種解法各有用處，比較而言，蘭索士法首先推薦的。

蘭索士(Lanczos)法是一種將跟蹤法和變換組合起來(lái)的新的特征值解法，對(duì)計(jì)算非常大的稀疏矩陣幾個(gè)特征值問題最有效。

蘭索士法用模型數(shù)據(jù)卡EIGRL描述，用情況控制METHOD選取。

1.3 分析目標(biāo)

根據(jù)某主機(jī)廠要求，該副車架的一階扭轉(zhuǎn)的固有頻率為196Hz。

2、模態(tài)分析

本文中模態(tài)分析為自由模態(tài)分析，前六階為剛體模態(tài)，頻率全部為0，故不進(jìn)行考察。只考察除去前六階剛體模態(tài)的后面6階模態(tài)情況。

2.1 模態(tài)頻率

2.2 模態(tài)振型

2.3 分析比較

從上面的分析結(jié)果對(duì)比來(lái)看，副車架原液壓橫梁結(jié)構(gòu)與沖壓橫梁新結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率基本一致，相差不到1%，而且振型也一樣，且基本達(dá)到主機(jī)廠要求的一階扭轉(zhuǎn)的固有頻率196Hz。故可以用沖壓橫梁代替液壓橫梁結(jié)構(gòu)。

3、結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)某轎車副車架進(jìn)行模態(tài)分析，得出原液壓橫梁結(jié)構(gòu)與新沖壓橫梁結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率與振型一致，都能滿足主機(jī)廠的要求，故可以采用沖壓橫梁結(jié)構(gòu)代替原液壓橫梁結(jié)構(gòu)，不僅降低了制造生產(chǎn)成本，也大大降低了工藝難度，為以后類似產(chǎn)品開發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[m].人民交通出版社，2006.

[2] 孫長(zhǎng)任，杜家政，彭細(xì)榮. MSC.Nastran有限元?jiǎng)恿Ψ治雠c優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)用教程[m].科學(xué)出版社，2004.

[3] 王廣偉.汽車設(shè)計(jì)[m].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4] 余志生.汽車?yán)碚揫m].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

Modal analysis on subframe of one car

Hu Li, Chen Hai, Hao Xin, Jiang Luquan, Shao Liyong
( Sichuan Jian'an Industrial co., Ltd., Sichuan Ya'an 625000)

In this paper, meshing in Hypermesh11.0, and then modal analysis on subframe of one car in MSC.NASTRAN, to determine whether the stamping beam structure can achieve the original hydraulic on modal natural frequency of beam structure, o provide support for process, also provide design reference for the similar product research and development.

Subframe; Modal analysis; Hydraulic

U463.8

A

1671-7988(2015)06-54-02

胡禮，就職于四川建安工業(yè)有限責(zé)任公司。