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hypermesh模态分析
模态分析是动力学分析中最基本也是最重要的分析，通过模态分析可以得到工件的模态频率，振型以及阻尼，为工件的设计以及结构优化提供参考。
如下图所示为一平板，进行模态分析。
1、点击创建材料，本例选用铝合金材料ge各项同性材料，MM-T单位制，具体参数如下所示。
2、点击create/edit进行材料参数设置，只需设置弹性模量、泊松比和密度。
3、点击进行属性建立，设置如下图所示，2d单元，pshell单元，选取之前建立好的材料AL。
4、create/edit进行参数设置，设置厚度T=1点击return，属性设置完毕。
4、点击把属性赋予单元。
选择assign，comps选择平板，property选择之前建好的属性，点击assign，给网格赋予属性。
5、建立SPC约束，点击，设置如下，点击creat。
6、点击anasys，选择constrain，node选择要约束的点，点击creat，设置如下。
7、点击，card image选择eigrl，设置如下，点击creat/edit。
8、设置模态求解范围v1、v2为求解模态范围，ND为阶数，本例子求解前六阶模态。
9、点击analysis面板loadsteps，进行工况设置。
输入名字type选择mormal modes，spc选
择设置好的SPC,METHOD选择eigrl，点击creat，
10、点击edit，output选择displacement
11、设置完毕可以进行求解啦，本例用optistruct求解第一阶模态振型如下所示。
![74-基于HyperMesh的车身模态分析[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/759f5b8da0116c175f0e4843.png)
基于HyperMesh 的车身模态分析王得刚 赵春雨 闻邦椿(东北大学机械工程与自动化学院 辽宁沈阳 110004)摘要摘要：：应用先进的有限元前后处理软件HyperMesh，采用全新的建模方法，对车身结构进行有限元建模，用MSC.Nastran 软件对模型求解，然后用HyperMesh 对计算结果进行后处理分析。
通过对车身的结构进行有限元模态分析，得到在低频范围内与试验结果基本一致的模态频率和振型，有利于控制车身的固有特性，从而可以对车身设计方案进行全面的评价和改进。
关键词关键词：：HyperMesh；车身；模态分析Modal Analysis of Car-body on the Basis of HyperMeshAbstract ：Adopted a new modeling method, the finite element modal of car-body is established by HyperMesh, which is an advanced preprocess and postprocess software to finite element. The modal is calculated by MSC.Nastran software. Calculated result is post-progressed by HyperMesh. The modal frequency and mode shape can be gained through the modal analysis of the car-body. The result using FEM is consistent with test result in low frequencies, so it can help controlling the inherent performance of the car-body. Consequently, the result can be used in estimating and improving the design project of the car-body.Key words ：HyperMesh ；car-body ；modal analysis1 1 前前言对于实际结构进行模态分析，可从固有频率和振型中得到其发生共振的频率信息和振动形态信息，这对合理地设计车身结构，使其具有良好的动态性能指标，以及解决结构上出现的动态性能缺陷问题具有重要的指导意义。
基于Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ的车架结构模态分析作者：卢立富岳玲黄雪涛来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第12期摘要：应用Hypermesh分析某中型载货汽车车架的固有频率，验证与外部激励发生共振的可能性，同时得出分析结论。
关键词：Hypermesh车架结构有限元中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0cThe Modal Analysis of Mobile Frame Based on HypermeshLU Li-fu1,YUE Ling1,HUANG Xue-tao2(1.Tai'an Dongyue Heavy Industry Co. Ltd. Technology Center,Tai'an 271000,China;2.China Automotive Group 5 levy Design Institute,Rizhao 262300)Abstract: This paper mainly deals with the analysis of the frequencies of medium-sized lorry car, it verifies the responance possibility of the frequencies with the exterior encourage and brings forward the analysis result.Key words: Hypermesh; Frame Structure; Finite Element1 概述Altair公司研发的HyperWorks系列产品可以解决工程优化及分析问题，其中的Hypermesh 软件可以完成有限元前处理任务，它可以很好的对几何模型数据完整读取，进行有限元的四面体网格和六面体网格的剖分，还有设置完备的网格检查功能，如今Hyperwork已成为航空、航天、汽车等领域CAE应用的利器之一。
车架模态分析报告（一）引言概述：
车架模态分析是车辆工程领域重要的研究方向之一，它通过对车辆的结构进行模态分析，以获取车辆在振动中的模态特性，从而为车辆结构的优化设计提供依据。
本文将对车架模态分析进行深入研究和探讨，以期为车辆工程领域的研究提供参考。
正文：
1. 车架模态分析的意义
- 了解车辆在振动条件下的模态特性
- 提供车辆结构设计的优化方案
- 提高车辆的安全性和稳定性
- 降低车辆噪音和振动的水平
- 为车辆疲劳寿命和可靠性评估提供依据
2. 车架模态分析的方法
- 有限元分析法
- 模态测量法
- 振动试验法
- 数值模拟法
- 动力学响应分析法
3. 车架模态分析的关键技术
- 模态参数的提取和分析
- 模态振型的绘制和对比
- 模态频率的计算和验证
- 模态传递函数的建立和分析
- 模态质量和阻尼的评估
4. 车架模态分析的应用领域
- 汽车工程
- 铁路工程
- 航空航天工程
- 船舶工程
- 工程机械
5. 车架模态分析的挑战和发展趋势
- 多物理场耦合模态分析
- 多尺度模态分析
- 自适应模态分析
- 模态分析与优化设计的一体化
- 车辆动力学与模态分析的融合
总结：
通过对车架模态分析的研究和探讨，可以深入了解车辆在振动条件下的模态特性，为车辆结构的设计提供优化方案，并提高车辆的安全性、稳定性和舒适性。
车架模态分析在汽车工程、铁路工程、航空航天工程、船舶工程和工程机械等领域有着广泛的应用。
未来，
车架模态分析将面临多物理场耦合、自适应性和一体化设计的挑战，在融合车辆动力学分析的基础上不断发展和完善。
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进摘要：本文借助Hyperworks软件对一款半挂车车架结构进行了有限元分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。
通过模拟不同载荷情况下车架的应力、应变等物理特性，找出了构成车架的不同部件的材料疲劳极限。
然后针对这些不足之处，提出了优化设计方案，包括调整材料使用、增加支撑支架和加强焊缝等，进一步增强了车架的稳定性和耐久性。
关键词：Hyperworks；半挂车车架；有限元分析；改进设计；稳定性；耐久性正文：1.引言半挂车作为重型运输车辆的一种，通常用于货物运输等大容量、远距离的物流任务。
但随着工业发展和城市化进程的加速，货物运输对车辆的要求也越来越高，特别是对半挂车车架的耐久性和稳定性要求更高。
因此，对半挂车车架的结构分析和改进设计显得尤为重要。
Hyperworks是一款专业的有限元分析工具，能够模拟车架在不同条件下的物理行为和力学特性，找出其中的不足之处，并提出有效的改进方案。
本文利用Hyperworks对一款半挂车车架进行了分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。
2.分析方法2.1 结构建模本文选用一款常见的半挂车车架进行分析。
首先，借助Hyperworks中的CAD软件将车架模型导入，并建立三维有限元分析模型。
然后，根据车架的材料参数和重量等信息，进行网格剖分、单元分析和装配等。
2.2 物理行为模拟本文通过Hyperworks中的静力学、动力学和疲劳分析等工具对车架进行了物理行为模拟。
具体来说，分别对不同载荷、速度、路况等情况下的车架应力、应变、位移等物理行为进行了模拟，找出了车架的不足之处。
3.分析结果3.1 应力和应变分析通过车架的有限元分析，可以得到各部件的应力和应变分布情况。
具体来说，车架的各部件在不同载荷下所承受的应力大小、应变的程度等都可以被可视化地展示出来。
通过这些数据，可以找出构成车架的不同部件的材料疲劳极限。
3.2 弱点分析根据应力和应变分析结果，可以找出车架的弱点。
计算机工程应用技术本栏目责任编辑：贾薇薇
基于Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ的车架结构模态分析
卢立富１，岳玲１，黄雪涛２
（１．泰安东岳重工有限公司技术中心，山东泰安２７１０００；２．中国五征集团汽车设计院，山东日照２６２３００）
摘要：应用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ分析某中型载货汽车车架的固有频率，验证与外部激励发生共振的可能性，同时得出分析结论。
关键词：Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ；车架结构；有限元
中图分类号：ＴＰ２０２文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０４４（２００８）１２－２０５６９－０２
ＴｈｅＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭｏｂｉｌｅＦｒａｍｅＢａｓｅｄｏｎＨｙｐｅｒｍｅｓｈ
ＬＵＬｉ－ｆｕ１，ＹＵＥＬｉｎｇ１，ＨＵＡＮＧＸｕｅ－ｔａｏ２
（１．Ｔａｉ＇ａｎＤｏｎｇｙｕｅＨｅａｖｙＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．Ｌｔｄ．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｔａｉ＇ａｎ２７１０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＧｒｏｕｐ５ｌｅｖｙＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｒｉｚｈａｏ２６２３００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｄｅａｌｓｗｉｔｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄｌｏｒｒｙｃａｒ，ｉｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｒｅｓｐｏｎａｎｃｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｒｉｏｒｅｎｃｏｕｒａｇｅａｎｄｂｒｉｎｇｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ；ＦｒａｍｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅ；ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔ
１概述
Ａｌｔａｉｒ公司研发的ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ系列产品可以解决工程优化及分析问题，其中的Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ软件可以完成有限元前处理任务，它可以很好的对几何模型数据完整读取，进行有限元的四面体网格和六面体网格的剖分，还有设置完备的网格检查功能，如今Ｈｙ－ｐｅｒｗｏｒｋ已成为航空、航天、汽车等领域ＣＡＥ应用的利器之一。
车架结构模态分析是新车型开发中有限元法应用的主要领域之一，是新产品开发中结构分析的主要内容。
尤其是车架结构的低阶弹性模态，它不仅是控制汽车常规振动的关键指标而且反映了汽车车身的整体刚度性能，而且，应作为汽车新产品开发的强制性考核内容。
实践证明，用有限元法对车架结构进行模态分析，可在设计初期对其结构刚度、固有振型等有充分认识，尽可能避免相关设计缺陷，及时修改和优化设计，使车架结构具有足够的静刚度，以保证其装配和使用的要求，同时有合理的动态特性达到控制振动与噪声的目的。
使产品在设计阶段就可验证设计方案是否能满足使用要求，从而缩短设计试验周期，节省大量的试验费用，是提高产品可靠性的有效方法。
２车架有限元模型的建立
车架的Ｕｇ模型和有限元模型分别如图１和图２所示。
有限元建模在前处理软件ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ中进行。
为了保证计算结果的正确性和经济性，在建模过程中尽量保持和原始结构一致的同时，也需要进行必要的简化。
因为过于细致地描述一些非关键结构，不但增加建模难度和单元数目，还会使有限元模型的单元尺寸变化过于剧烈而影响计算精度。
对于必要的简化要以符合结构主要力学特性为前提。
车架结构中的小尺寸结构，如板簧吊耳、副簧限位件等，对车架的整体振型影响不大，可以忽略不计。
而对于链接两个零件的铆钉，则采用刚性单元代替。
图１车架模型在ＵＧ环境下的实现图２车架结构有限元模型车架结构都采用板壳单元进行离散。
单元形态以四边形单元为主，避免采用过多的三角形单元引起局部刚性过大；为了使整个车架有限元模型规模不致过大保证计算的经济性，单元尺寸控制在１０～２５ｍｍ。
车架板壳结构的材料参数取：弹性模量Ｅ＝２．１ｅ１１ｐａ，伯松比ｕ＝０．３，密度均取：ρ＝７９００ｋｇ／ｍ３。
模型规模：车架单元总数为３６３７８个，节点总数为３９０６４个。
３车架结构振动分析
在汽车设计领域，伴随着计算技术的迅猛发展，有限元分析在汽车数字化开发过程中获得了广泛的应用，尤其是对轿车承载式车身基本力学性能的分析，已经作为新产品开发设计中结构分析的主要内容。
然而对于载货车，由于其非承载式的结构且在行驶过程中悬架系统和挠性橡胶垫较好的缓冲、吸振、吸能作用，故对其强度刚度和振动模态特性的要求要低于承载式车身，目前还没有
收稿日期：２００８－０３－１２
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计算机工程应用技术本栏目责任编辑：贾薇薇
明确的设计标准，所以概念设计阶段的有限元分析校核往往容易被忽视。
也正因此，国内某些车型在投产后出现了局部损坏和驾驶室共振问题，给企业造成了声誉和经济上的双重损失。
为避免同类问题的出现，缩短开发周期，本文以大型有限元软件ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ和Ｏｐｔｉｓｔｒｕｃｔ为平台，对某中型载货汽车车架数模进行了有限元分析，并依据分析结果对结构设计作出了评价，使企业在概念设计阶段便可以了解产品基本力学性能，从而有的放矢的进行结构分析改进，避免重复设计。
模态分析可定义为对结构动态特性的解析分析和试验分析，其结构动态持性用模态参数来表征。
在数学上，模态参数是力学系统运动微分方程的特征值和特征矢量；而在试验方面则是试验测得的系统之极点（固有频率和阻尼）和振型（模态向量）。
构件的模态就是指构件本身的固有特性，可以利用模态分析得出构件的相应特性，然后对其设计加以改进以达到使用要求。
自由模态分析的边界条件为：无任何约束。
本计算采用自由模态分析方案，将Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ中建立的有限元模型导入ＯＰＴＩＳＴＲＵＣＴ进行计算，对比分析了车架结构前４阶自由模态（固有频率值和振型），并在Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ后处理器中查看结果。
由于对驾驶室的振动响应影响相对较大的激励频率多集中在低频域，为此分析了车架前４阶典型振型。
模态分析结果如表１所示，各阶振型如图３—６所示。
表１车架结构固有频率（ｈｚ）
图３车架结构一阶固有频率图４车架结构二阶固有频率
图５车架结构三阶固有频率图６车架结构四阶固有频率
４结论
汽车的激励一般分为路面激励、车轮不平衡激励、发动机激励、传动轴激励。
路面激励一般由道路条件决定，目前在高速公路和一般城市较好路面上，此激励频率多为１－３Ｈｚ，对低频振动影响较大；因车轮不平衡引起的激振频率一般低于１１Ｈｚ，随着现在轮辋制造质量及检测水平的提高，此激励分量较小，易于避免；发动机引起的扭转振动和垂向激振分别在１０±１．６７Ｈｚ和２０±１．６７Ｈｚ以上（取怠速为６００ｒ／ｍｉｎ，４缸发动机），此激励分量较大；城市中一般车速控制在４０～８０ｋｍ／ｈ，高速公路上一般车速控制在９０ｋｍ／ｈ左右，传动轴的不平衡引起的振动的频率范围在３０Ｈｚ以上，此激励分量较小。
从模态分析结果可知，１０９０项目车架各低阶模态频率值在７．８８ｈｚ左右，对驾驶室的影响不大，不会和路面激励形成共振。
参考文献：
［１］于开平，周传月，谭惠丰，等．Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ从入门到精通［Ｍ］．北京：科学出版社，２００５．
［２］王皎．重型特种车车架强度分析及其轻量化问题研究［Ｄ］．武汉理工大学硕士学位论文，２００５．
［３］刘胜乾，顾力强，吕文汇．军用某型牵引车车架静动态特性分析［Ｊ］，机械，２００６，３３（４）：１０－１３．
［４］任佩红，魏中良，王其云．ＨＦＣ６１００ＫＹ客车底盘车架的有限元分析［Ｊ］．合肥工业大学学报（自然科学版），２００５，２８（８）：９３６－９３９．
［５］ＳａｅｅｄＭｏａｖｅｎｉ．ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ—ＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈＡＮＳＹＳ，ＳｅｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＨｏｕｓｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２００５（８）．
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电脑知识与技术。
