基于HyperWorks的汽车车架频率响应分析

基于hypermesh及nastran的动刚度以及频率响应曲线图⽂教程Nastran帮助⽂档D:\Program Files\nastran2010\md20101\Doc\pdf_nastran1、打开hypermesh选择nastran⼊⼝。

2、打开或导⼊响应模型（只是⽹格不带实体）。

3、点击material创建材料。

a)Type选择ISOTROPIC（各向同性）b)card image选择MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help⽂档。

c)点击creat/edit，编辑材料属性输⼊E（弹性模量）、NU（泊松⽐）、RHO（密度）。

由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件⼀）。

这⾥选择通⽤的E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。

4、点击properties创建属性。

a)由于是⼆维模型type选择2D。

Card image选择PSHELL（壳单元）。

Material选择刚才新建的材料。

b)点击creat/edit。

c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。

5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。

a)点击component。

b)由于不是创建是修改，所以左边点选update然后双击选择相应部件。

c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。

d)最后点击update。

6、创建加载情况，点击。

a)加⼀个单位动态激励。

创建名为excite的激励，点击creat。

b)加载单位激励。

Analysis-constraints 确定加载⼒的⽅向。

例如X正⽅向加载激励，只需要勾选dof1，且值为1。

Load types选择DAREA。

然后在模型上选择⼀点，最后点击create。

c)创建激励频率范围。

创建名为tabled1，card image为TABLED1,点击creat/edit。

基于HyperWorks的汽车车架频率响应分析汽车车架是汽车各大总成的载体，是重要的受力部件。

车架在工作时除了要满足强度和刚度的要求外，合理的振动特性也是十分重要的。

本文应用HyperWotks软件分析了某型汽车车架的前6阶固有频率及振型，完成了车架模型的频率响应分析。

结合分析结果，改进了其车架结构，降低了汽车的低频振动。

1 HyperWorks分析流程HyperWorks有限元分析流程参见图1。

图1 HyperWorks分析流程在建立某车架有限元模型时需注意以下几个问题：1)在导入CAD几何模型时．要对几何模型进行必要的几何清理(如去除倒角、工艺孔等)。

这样可减小数据转换时的数据丢失；2)如果导人的是规模较大的实体薄壁类零件模型，可对模型使用中面抽取功能。

2 车架结构模态分析车架结构模态分析，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剐度性能。

对某车架计算采用自由模态分析方案，将HyperMesh中建立的有限元模型导人OptiStruct进行计算，对比分析了车架结构前6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(表1)。

表1 前6阶固有频率及振型3 车架频率响应分析与改进复杂系统受多种振动噪声源的激励，每种激励都可以通过不同的路径，经过衰减，传递到多个响应点。

本文采用HyperWorks软件，对该车架自由边界条件下的模态频率响应进行了分析。

通过对该车架施加频率可变的单位载荷，运用OptiStmct软件在自由边界条件下进行模态频率响应分析。

得出的变形、模态形状和频率相位输出特性如图2-图4所示。

图2 车架频响模型(1为y方向的频率响应；2为z方向的频率响应；3为x方向的频率响应)图3 频响点1的频响曲线(1为x方向的频率响应；2为y方向的频率响应；3为z方向的频率响应)图4 频响点2的频响曲线由上述分析可知，响应点在外部激励频率与车架固有频率相同时，响应较大，最大位移分别达到74．4 Im 和135 mm；相位相差1800。

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HyperWorks的除雪车车架有限元分析及优化毛敬竞，邓耀，龚运息*(广西科技大学，广西柳州市，545000)摘要：车架是除雪车重要的零部件，通过UG软件建立车架的三维模型，并导入到HYPERMESH软件中进行有限元分析，得出了车架在弯曲和扭转工况下的应力及位移分布情况。

结果显示车架满足弯曲工况下的使用要求，但是在扭转工况下分析的最大应力值765.9MPa大于材料的屈服强度。

本文对车架结构重新设计，优化后的车架在扭转工况下最大应力值降为546.3MPa 小于材料的屈服强度700MPa，满足在此工况下的安全使用要求，这对车架研究人员有着重要的意义。

关键字：车架；有限元；结构优化Finite element analysis and optimization of snowmobile frame based onHyperWorksMAO Jing-jing, DENG Yao, GONG Yun-xi *(College of Mechanical Engineering Guangxi University of Science and Technology , Liuzhou Guangxi, 545006, ) Abstract：The frame is an important part of the snowplow. The three-dimensional model of the frame is established by UG software and imported into HyperMesh software for finite element analysis. The stress and displacement distribution of the frame under bending and torsion conditions are obtained. The results show that the frame meets the use requirements under bending condition, but the maximum stress value of 765.9MPa analyzed under torsion condition is greater than the yield strength of the material. In this paper, the frame structure is redesigned, and the maximum stress value of the optimized frame under torsion condition is 546.3MPa less than the yield strength of the material 700MPa, which meets the requirements of safe use under this condition. This is the reason for the frame researchers It is of great significance.Keyword: Frame; Finite element; Structural optimization0 引言最近几年冬天，各地降雪量增加，给机场道路和人民出行带来了极大的困难,特别是对机场道路来说，往往一场降雪将会导致飞机延误起飞，甚至更严重会使得机场关闭。

基于HyperWorks的副车架强度及模态分析宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【摘要】为了提高某车型副车架性能和缩短开发周期,利用三维设计软件CATIA建立副车架3D几何模型,基于有限元和模态分析的基本理论,利用HyperWorks软件建立副车架有限元模型,分析了副车架的静强度和前6阶固有频率及振型,分析结果满足设计要求,为副车架的可靠性及优化设计提供了理论支撑,同时也为副车架的动态响应提供了重要的模态参数.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】副车架;强度;模态;频率【作者】宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司【正文语种】中文副车架是汽车底盘系统的重要部件，汽车上绝大多数部件和总成是通过副车架来固定其位置以保证汽车的正常行驶，并将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向力以及它们引起的力矩传递到车身上。

副车架在一定程度上使车辆具有良好的乘坐舒适性和稳定性，因此其可靠性强度直接关系到整车的安全性[1]。

与国外的研究分析成果相比，我国的副车架设计尚处于起步阶段,国内主机厂对副车架一般进行逆向研发，自主设计。

文章主要在满足整车安全性和舒适性的基础上进行了副车架的强度和模态分析。

达到了满足整车性能的要求。

1 副车架的功能及数模设计1.1 副车架的功能副车架功能主要有两方面：1）底盘的连接刚度在副车架的作用下得到提高；2）副车架能够降低路面振动给整车带来的影响，提高乘坐的舒适性[2]。

所以副车架设计应满足汽车具有良好的行驶平顺性、减振性及操纵稳定性，汽车制动和加速时减少车身纵倾的可能性，能可靠地传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命的要求。

1.2 数模设计为了使某车型副车架具有更好的功能性、可靠性及良好的工艺性，对该轿车副车架进行设计初期分析。