下载文档原格式
某轿车白车身模态分析与试验研究随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高，计算机辅助设计和分析技术几乎涵盖了涉及汽车性能的所有方面，如刚度、强度、疲劳寿命、振动噪声、运动与动力性分析、碰撞仿真和乘员保护、空气动力学特性等，各种计算机辅助设计软件为汽车设计提供了一个工具平台，极大地方便了汽车的设计，但产品使用中的问题如何在设计阶段解决，如何提高设计质量、缩短产品开发周期、节省开发费用，一直是汽车研发和设计人员追求的目标。
目前，反映汽车车身动态特性的设计分析，仍然以实车身试验为主、计算机模拟分析为辅。
标签：白车身；试验；模态分析1、有限元模型的建立车身有限元模型，应具有足够的准确性，既能反映实际结构的主要力学特性、结构的实际状况，又能保证网格质量以提高计算精度，因此需遵循以下原则：1.1将部分大圆形孔简化为多边行孔，半径小于5mm的孔可忽略不计。
1.2单元数目不宜过多，否则将对计算机软件和硬件设备提出更高的要求，要耗费更多的计算时间；也不易过少，过少将会导致计算结果精确度降低。
1.3删去对整体性能影响不大的小部件，但保证总体白车身质量与实际质量相差不大。
现代轿车多采用全承载式车身，车体骨架结构由车体结构件及覆盖件焊接而成。
白车身的焊接工艺主要有点焊和二氧化碳保护焊等。
点焊是白车身装配时最重要的焊接方式，考虑到传递力的特性，对点焊采用CWELD单元进行点焊的模拟。
二氧化碳保护焊采用RBE2单元进行模拟，该车身采用板壳单元（shell）进行结构的离散化在Hypermesh软件中对几何模型进行网格划分。
整体网格质量为：单元长度最短不小于4mm，长宽比大于1：5，最小四边形内角大于45°，最小三边形内角大于20°，雅可比大于0.5，最大四边形角度小于135°，最大三边形角度小于120°，单元翘曲角度不大于15°。
在划分过程中对网格质量进行控制，在模型中使三角形单元的数量占单元总数量的27%，其余均采用四边形壳单元。
编号白车身结构强度分析报告编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：目录1.分析目的 (1)2.使用软件说明 (1)3.模型建立 (1)4边界条件 (3)5.分析结果 (3)6.结论 (21)1.分析目的白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。
本报告采用有限元方法对Q11白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150mm、左后轮抬高150mm、右前轮左后轮同时抬高150mm,6种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价Q11白车身的结构设计，并提出相应建议。
2.使用软件说明本次分析采用HyperMesh作前处理，Altair optistruct求解。
HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。
通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。
3.模型建立对车身设计部门提供的Q11白车身CAD模型进行有限单元离散，CAD模型以及有限元模型如图3.1所示。
白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要，网格描述见表3.1。
图3.1Q11白车身CAD以及有限元模型表3.1网格描述单元类型四边形单元三角形单元单元数目46970015543三角形单元比例 3.4%焊接模拟Rbe单元及实体单元涂胶模拟实体单元单元质量良好强度分析模型质量按整车满载质量计算，其中的白车身附加质量（见表3.2）用质量点单元CONM2单元模拟。
编号： -PD-PK-064白车身模态分析报告项目名称：458321486编制：日期：校对：日期：审核：日期：批准：日期：XX汽车有限公司2013年3月目录1.分析目的 (1)2.分析软件简介 (1)3.分析模型建立 (1)3.1网格描述 (1)3.2边界条件 (2)4.分析结果与对比 (2)5 结论 (2)附录：白车身模态分析振型图 (3)白车身模态分析报告XX 汽车有限公司1.分析目的作为动力学分析的基础，模态分析是用于确定设计结构振动特性的，即确定结构的固有频率和振型。
对白车身进行模态分析就是使其结构在设计中尽量避免共振和噪声，加强其稳定性和安全性，同时计算方法与结果也可为实车试验提供参考和依据。
本报告采用有限元方法对白车身进行了模态分析，目的是考察其固有特性是否满足设计要求。
2.分析软件简介本次分析采用 Hypermesh 作前处理，Optistruct 作为求解器。
HyperMesh 是世界领先的、功能强大的 CAE 应用软件包，也是一个创新、开放的企业级 CAE 平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种 CAD 和 CAE 软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。
3.分析模型建立3.1网格描述对车身设计部门提供的白车身 CAD模型进行有限单元离散， CAD模型以及有限元模型如图 3.1 所示。
白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要，网格描述见表 3.1 。
图 3.1 白车身 CAD 以及有限元模型表3.1网格描述单元类型四边形单元三角形单元单元数目46970015543三角形单元比例 3.4%焊接模拟CWELD单元涂胶模拟实体单元单元质量良好（按公司单元质量标准检查）3.2边界条件自由模态，无任何约束。
4.分析结果与对比对白车身的振动响应影响相对较大的激励频率多集中在低频域，本报告分析了前15阶频率振型，如表 4.1 所示。
