汽车发动机罩模态和刚度的分析及优化
研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化
研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化1. 引言1.1 背景介绍皮卡车是一种应用广泛的货车，其车身结构设计对整车性能有着重要影响。
前机舱作为车身的重要部件之一，其结构设计和优化对于提高车辆的运行稳定性和安全性至关重要。
地板作为承载车辆载荷的部件，其结构的稳定性和可靠性直接影响着车辆的使用寿命和安全性。
对皮卡车的前机舱和地板进行模态分析和结构优化具有重要的意义。
目前，关于皮卡车前机舱和地板的模态分析和结构优化研究还比较有限。
针对这一问题，本文将对皮卡车的前机舱和地板进行详细的分析和优化研究，以提高车辆的运行性能和安全性。
通过对前机舱和地板的结构分析，确定其存在的问题和不足，然后提出合理的优化方案进行改进。
通过仿真验证优化效果，并对仿真结果进行深入分析，得出结论和总结，为进一步的研究提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的旨在通过对皮卡车车身前机舱及地板的模态分析与结构优化，探讨如何提高车身的整体性能和稳定性。
具体目的包括：深入研究前机舱结构的强度和刚度特点，以更好地了解其在不同工况下的受力情况和应力分布；对地板的模态进行分析，找出可能存在的振动问题并提出相应的改进方案；通过结构优化方案的设计和实施，优化车身结构，提高整体刚性和减小结构重量，以实现更好的操控性和安全性；通过对优化效果的验证和仿真结果的分析，总结研究成果并为今后的车身结构设计提供参考和借鉴。
通过本研究，旨在为提升皮卡车的性能和竞争力提供理论支持和技术指导。
1.3 研究意义研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化的意义在于提高皮卡车整体结构的强度和稳定性，确保车辆在使用过程中具有良好的性能和安全性。
通过分析前机舱结构和地板模态，可以发现潜在的结构问题和弱点，及时进行优化设计，提高车辆的抗振能力和耐久性，延长使用寿命。
优化车身结构还可以降低车身重量，提高车辆的燃油经济性和减少碳排放，符合现代汽车工业的节能环保要求。
研究皮卡车车身前机舱及地板的模态分析与结构优化具有重要的实用价值和经济效益，对推动汽车工程技术的发展具有积极的意义。
轿车前舱盖扭转刚度分析及优化方法探讨
轿车前舱盖扭转刚度分析及优化方法探讨作者：李峰田冠男杨晋摘要：前舱盖是轿车的是重要部件，其扭转刚度性能的好坏直接影响汽车的整体性能。
本文采用基于扭转角的评价方法，弥补了旧有方法的不足，并以某车型前舱盖为例对两种方法进行对比分析；运用Hypermesh 以及MSC NASTRAN 软件平台，进行前舱盖的有限元建模及其扭转刚度的求解，并采用两种方法进行优化对比分析.关键词：前舱盖扭转角扭转刚度MSC.Nastran 优化1 概述前舱盖（又称发动机盖、发动机罩）是最醒目的车身构件，是顾客经常要察看的部件之一。
发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成，中间夹以隔热材料，内板起到增强刚性的作用，其几何形状由厂家选取，基本上是骨架形式。
对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。
因此，其性能的好坏，直接影响车身的总体性能和舒适性[1]。
对前舱盖扭转刚度共考察两种工况：一是模拟前舱盖正常工作状态下，约束锁工作时，约束相应的自由度，在缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值；二是锁不工作，约束一侧缓冲块处适当的自由度，在另一侧缓冲块处施加适当的载荷，利用NASTRAN 求解，得到相应的刚度值。
本文对扭转刚度采用两种方法进行评价：常用的位移法，及角度法；位移法：即K=F/S K-刚度F-施加的载荷S-载荷对应的位移角度法：即K=F/θ K-刚度F-施加的载荷θ -载荷对应的扭转角位移法，相对比较简单，单位变形所需要的力值。
但它受加载点位置的影响，即不同点得到的结果不一样。
而在前舱盖的扭转刚度分析中，加载点常常选择缓冲块，但其位置并没有统一的规定。
所以，这种方法很难准确的表达前舱盖整体扭转刚度；对此方法的扭转刚度的提升，只需要简单的移动缓冲块的位置就能轻易地提高扭转刚度值，但对整体刚度的提升并没有实质的意义。
角度法，单位扭转角所需要的力值。
在前舱盖的扭转刚度的分析中，不受加载点位置影响，能很好的反应前舱盖的整体扭转刚度。
利用对汽车发动机罩进行快速刚度分析
利用ＣＡ索析统焦中华
一、引言
发动机罩是汽车四门两盖的重要部件，用来保护发动 机免受外界的影响，并且在具体使用过程中需要经常开闭， 因此其剐度性能是汽车整体重要的性能之一，需要进行相关 的测试。如果利用ｃＡＥ工具进行分析，可以节省实验样件的 数量和次数，尤其是有多种设计方案时，利用ＣＡＥ工具可以 快速进行分析和比较。 本文利用ｃＡＴＩＡ进行建模，然后利用ＣＡＴＩＡ ＣＡＥ进行快速 分析，完成后通过修改铰链的宽度参数的数值大小，实现设 置方案的修改，然后在分析结果中更新即可。 孔，尤其在刚度分析时是可以忽略的。在ＣＡＴＩＡ ＣＡＥ中提供 了方便进行相关简化操作的设置界面，如图１所示。
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研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化
研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化随着全球商业和经济的快速发展，对物流运输的需求也越来越大。
在物流运输领域中，皮卡车成为了一种非常常见的运输工具。
由于皮卡车具有较小的车身尺寸和较低的悬挂高度，导致其车身前机舱及地板结构容易受到外界的振动和冲击，从而影响车辆的稳定性和安全性。
为了解决这一问题，对皮卡车车身前机舱及地板进行模态分析与结构优化是非常必要的。
汽车的模态分析是通过数学方法和计算机模拟来研究汽车结构的振动特性以及结构的固有频率。
对于皮卡车车身前机舱及地板而言，模态分析可以帮助我们了解结构在振动时的变形和应力分布情况，从而为后续的结构优化提供依据。
在进行模态分析时，首先需要建立皮卡车的有限元模型。
有限元模型是通过将复杂的结构分割成许多小的有限元单元来近似描述结构的数学模型。
然后，根据模型的几何和材料性质，使用合适的有限元分析软件进行模态分析。
在模态分析中，主要通过求解结构的特征值问题来得到结构的固有频率和振型。
固有频率是指结构在没有外界激励的情况下自由振动的频率，而振型则是指结构在特定频率下的空间形态。
通过模态分析，可以获取到结构的固有频率和振型信息，从而对皮卡车车身前机舱及地板结构的振动特性进行评估。
在得到皮卡车车身前机舱及地板的振动特性后，接下来需要进行结构优化。
结构优化是指通过改变结构的设计参数，以达到满足特定要求的目标函数，使得结构在特定工况下具有更好的性能。
在皮卡车车身前机舱及地板结构的优化中，主要包括两个方面的考虑：振动特性和结构强度。
通过对结构的拓扑和几何参数进行调整，可以改变结构的固有频率和振动模态，从而减小结构受到外界振动和冲击的影响。
通过优化结构的材料和厚度分布，可以提高结构的强度和刚度，从而增强结构的抗振能力和稳定性。
研究皮卡车车身前机舱及地板的模态分析与结构优化对于提高皮卡车的稳定性和安全性具有重要意义。
通过对结构的振动特性进行分析和优化，可以提高皮卡车在运输过程中的稳定性和安全性，同时也可以减小结构对车辆的影响，提高车辆的性能和舒适性。
汽车发动机罩刚度与强度优化分析
西南大学网络与继续教育学院毕业论文论文题目：汽车发动机罩刚度与强度优化分析学生姓名学号类型网络教育专业层次指导教师日期摘要毕业设计是对大学生整个大学阶段的学习内容概括与总结，是学生对知识掌握与提炼程度的一个检验，它是进一步提高学生进入工作岗位之前岗位能力的有效措施，学生通过毕业设计更能贴近就业后岗位的实际。
本课题是发动机罩机械加工过程工艺规程制定及工艺装备设计，机罩是发动机中比较复杂，也是具有代表性的零件之一，基于机罩在发动机的整体结构中的重要性，机罩的制造过程与制造工艺就显得尤为重要。
工位器具在现代制造业中扮演着一个很重要的角色，一个合理的工位器具设计会在很大程度上提高制造水平，科技飞速进步的今天又很多计算机辅助设计软件可以用作为设计手段，本文将工位器具的设计进行介绍，并详细阐述使用三维软件进行设计的方式和优势关键词：发动机；发动机罩；机械加工工艺规程；专用夹具设计目录第1章绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (3)1.3主要研究内容及技术路线 (7)第2章发动机罩的结构分析 (9)2.1发动机罩的材料与功用分析 (9)2.2发动机罩结构图纸 (12)2.3发动机罩结构参数 (14)3发动机机罩强度和刚度评价及疲劳分析 (15)结论 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1选题背景及意义发动机，又称为引擎，是一种可以把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能。
有时它既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器.比如汽油发动机,航空发动机.发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
随着科技的进步，人们不断研制出不同用途多种类型的发动机，但是，不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产生动力。
所以，以电为能量来源的电动机，不属于发动机的范畴。
回顾发动机产生与发展的历史，它经历了外燃机与内燃机两个发展阶段。
汽车发动机罩模态和刚度的分析及优化
汽车发动机罩模态和刚度的分析及优化
余本善
【期刊名称】《机械制造》
【年(卷),期】2010(048)009
【摘要】建立了某发动机罩的有限元模型,利用有限元软件Nastran分析该发动机罩的模态及刚度,对其主要的承载状态的刚度特性进行评估,以保证发动机罩总成具有合理的动态刚度和静态刚度特性.通过改变零件结构及厚度参数,优化发动机罩的各性能并使其达到设计目标值.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】余本善
【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TH114%U464.13
【相关文献】
1.基于模态分析及优化设计技术的低噪声齿轮室罩的设计 [J], 卢兆刚;郝志勇;杨陈;刘保林
2.某SRV发动机罩模态分析及频率优化研究 [J], 张丰利;雷明准;陈剑;王建楠
3.基于模态分析及动刚度优化的低噪声正时罩设计 [J], 李林洁;毕嵘;张良良;韦静思;占文锋
4.汽车发动机油底壳的模态分析及结构优化 [J], 张玉丽;焦晓龙;邱炜;谢鹏程
5.汽车发动机用隔热罩设计及模态优化 [J], 王天成
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研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化
研究皮卡车车身前机舱及地板模态分析与结构优化
皮卡车的前机舱是车辆的重要部分，其结构的稳固性和刚度对车辆的操控性和安全性有着直接的影响。
为了进行前机舱的模态分析，首先需要建立前机舱的有限元模型。
通过该模型，可以得到前机舱的固有频率和振型。
在建立有限元模型之后，可以利用模态分析的方法对前机舱进行分析。
模态分析可以得到系统的固有频率和振型，通过分析这些振型可以了解系统的动态特性。
通过对前机舱的模态分析，可以评估前机舱的结构是否合理，并进一步优化其结构。
对于前机舱进行优化，可以采用拓扑优化的方法。
拓扑优化是一种结构优化的方法，通过改变结构的拓扑形状，来优化结构的性能。
在前机舱的优化中，可以考虑增加材料的使用效率和减少结构的重量。
通过拓扑优化，可以得到一个更为优化的前机舱结构。
除了前机舱，皮卡车的地板也是一个需要进行结构优化的部分。
地板的结构刚度对车辆载重能力和悬架系统的性能有着重要的影响。
通过地板的模态分析和结构优化，可以得到一个更为坚固和稳定的地板结构。
研究皮卡车车身前机舱及地板的模态分析和结构优化，可以提高皮卡车的性能和安全性。
通过模态分析可以评估前机舱和地板的结构，而通过结构优化可以得到更为优化的结构。
这些研究对于皮卡车的设计和制造具有重要的指导意义。
基于CAE的发动机舱罩结构分析及优化设计
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摘要 ： 通 过 建 立 某 车 型 发动 机 舱 罩 的 有 限 元模 型进 行 模 态 分析 ， 利 用 拓 扑优 化 方法 对 其 结 构 进 行 优 化 设 计 并 提 出了 两种优化方案 ， 经 过 进 一步 分析 和 制 造 工 艺 性 能 的对 比 ， 确 定 了一 种 结 构优 化 方案 。最 后 验 证 了优 化 方案 的 刚 度 ， 提 高 了发 动 机 舱 罩 的 整体 性 能 ， 达 到 了优 化 的 目的 。计 算机 辅 助 工 程 （ Ｃ Ａ Ｅ） 工具 的运 用 能够 为工 程 设 计 人 员指 明设 计 方向， 缩 短研 发周 期 ， 降低 研 发 成 本 ， 取 得 良好 的 经济 效 益 。
设 计 一礤 究
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ４ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ２ ５ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
汽车科技第２ 期２ ０ １ ３ 年３ 月
基于 Ｃ Ａ Ｅ的发动机舱罩结构分析及优化设计
李 林
（ 上 海 海 马汽 车 研 发 有 限 公司 ， 上海 ２ ０ １ ２ ０ １ ）
关键 词 ： 计 算 机辅 助 工 程 （ Ｃ Ａ Ｅ） ； 拓 扑优 化 ； 发 动 机舱 罩
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ８ ３ ＋ ３ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ － ２ ５ ５ ０（ ２ ０ １ ３） ０ ２ — ０ ０ １ ６ — ０ ４
发动机盖边框刚度分析报告
发动机盖边框刚度分析报告摘要：本文旨在对发动机盖边框的刚度进行分析，并通过数值仿真和实验测试的方法对其影响因素进行研究。
通过建立有限元模型，我们对发动机盖边框在不同载荷下的应力和位移进行了分析，并通过实验测试验证了数值仿真模型的准确性。
结果表明，材料的选择、结构设计和制造工艺等因素对发动机盖边框的刚度有着重要影响，进一步优化这些因素可以提高发动机盖边框的整体刚度，提高其在使用过程中的性能和可靠性。
1. 引言发动机盖是汽车发动机的保护装置，用于遮挡和保护发动机内部的机械部件，具有承受各种力和热量的功能。
发动机盖边框作为支撑和保持发动机盖形状的关键部件，在汽车行驶过程中承受着大量的外部荷载和内部压力。
因此，发动机盖边框的刚度对发动机盖的性能和可靠性具有重要影响。
2. 数值仿真2.1 发动机盖边框建模本文通过CAD软件对发动机盖边框进行三维建模，根据实际情况将边框划分为多个单元，并进行网格划分，以便进行有限元分析。
2.2 材料性质与载荷设定根据实际应用需求和材料的物理性质，选择合适的材料，并在有限元模型中设置相应的材料参数。
同时，根据实际工况设定边框所承受的载荷情况，包括静载荷和动载荷。
2.3 应力和位移分析通过数值仿真软件对发动机盖边框在不同载荷下的应力和位移进行分析，并得出相应的结果。
分析结果可以反映发动机盖边框在实际工况下的受力情况，为后续的优化设计提供依据。
3. 实验测试为了验证数值仿真结果的准确性，本文进行了实验测试。
在标定实验条件和测试设备后，对发动机盖边框进行了载荷测试，并采集了相应的数据。
通过对实验结果和数值仿真结果的对比分析，验证了数值仿真模型的准确性。
4. 结果与讨论通过数值仿真和实验测试，我们得出如下结论：4.1 材料的选择对发动机盖边框的刚度影响显著。
材料的强度、韧性和抗变形能力等性能参数对边框的刚度有着重要影响。
4.2 结构设计对发动机盖边框的刚度具有重要影响。
边框的设计形式、几何形状和连接方式等因素对其刚度和稳定性有着显著影响。
13_基于OptiStruct的发动机盖的模态分析及优化
基于OptiStruct的发动机盖拓扑优化Topology Optimization Analysis for A New Type ofVehicle Engine Hood付荣荣高鹏飞崔新涛(天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心天津300462）摘要：本文首先对某一款轿车发动机盖总成进行有限元分析，采用OptiStruct对不合格工况进行拓扑优化，结合实际经验进行结构优化改进，验证优化结果得到满足设计要求的结构方案。
关键词:发动机盖拓扑优化变密度法Abstract: The finite element analysis of a hood is performed and topology optimization is conducted by using HyperMesh/OptiStruct to achieve the design target. Taking the design target as the constraints, and taking the minimum volume as the objective, the inner plate was optimized to improve performance based on the element densities and practicality. Finally, the new structure was validated to achieve the design targets.Key words: Hood, Topology Optimization, Variable density1前言发动机盖是车身中的关键部件，其性能直接影响了汽车的NVH性能、碰撞安全性能、防水性、门盖开启方便性及整车外观等。
因此，对汽车发动机盖的模态，刚度、强度进行分析研究及优化显得很有必要。
本文通过有限元分析方法，利用HyperMesh 建立有限元分析模型,采用OptiStruct求解器进行计算求解。
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汽 车 发 动 机 罩 模 态 和 刚 度 的 分 析 及 优 化
口 余本 善
广州 ５ ０４ １６ ０
华 南理 工 大 学 机 械 与 汽 车工 程 学 院
摘 要 ： 建立 了某发动机罩 的有 限元模型 ， 利用有限元软件 Ｎａｒ ｓａ ｔｎ分析该发动机罩的模 态及 刚度 ， 对其主要的承载状
即 Ｆ （ ）＝０， ＝０， 统 的 特 征 方 程 组 为 ： ｔ Ｃ 系
（ Ｋ］一 ∞ 【 ］ ｛ ）＝０ 【 Ｍ ） ） （） ２
轿 车 在 工 作 中 ，发 动 机 罩 主 要 受 来 自地 面 和 发 动 机 的 激 励 。 车 轮 不 平 衡 激 振 频 率 一 般 在 １～３ Ｈｚ之 ０ 间 。发 动 机 的 怠 速 激 振 频 率 在 ２ ０～４ Ｈｚ 间 ０ 之 。发
心 、锁 扣 加 强 板 中 心 、 震 缓 冲 垫 接 触 平 面 ，以 及 侧 向 减
本 文 以 某 发 动 机 罩 为研 究 对 象 ，采 用 有 限 元 分 析 方 法 分 析 了 该 发 动 机 罩 总 成 模 态 和 刚 度 ，并 改 变 零 件
构 成 及 厚 度 参 数 ， 化 了其 模 态 和 刚 度 。 优
１ ３ ６ ２ ４
Ｌ ｃ 度 ｏｋ刚 ２０ ０Ｎ ｚ 约束 自由度 ｋ ２３６ １ ４ Ｌ 约 束 自 由 度
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模 态 分 析 的 经 典 定 义 即 以 模 态 矩 阵 作
为 变 换 矩 阵 ，将 线 性 定 常 系 统 振 动 微 分 方 程 组 中 的 物 理 坐 标 进 行 坐 标 转 换 变 到 模 态 坐 标 上 ，从 而 使 系 统 在 原 来 坐 标 下 的 耦 合 方 程 变 成 一 组 互 相 独 立 的 二 阶 常 微 分 方
在 新 车 型 的 开 发 过 程 中 ，对 发 动 机 罩 的 模 态 特 性
进行 考察 ， 其 主要 的承载 状态 的刚 度特性进 行评估 ， 对
以保 证 发 动 机 罩 总 成 具 有 合 理 的 动 态 刚 度 和 静 态 刚 度
特 性 。模 态 分 析 采 用 自 由 模 态 分 析 ， 度 分 析 约 束 和 加 刚 载 条 件 如 表 ｌ所 示 。 束 和 加 载 的 区 域 包 括 ： 链 臂 中 约 铰
１ ３ ６ ２ ４
扭转刚度 ３
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程 ，进 而 成 为 一 组 以模 态 坐 标 及 模 态 参 数
【 】 ） ［ ｛ ）＋［ ］ ｝＝ ｛ ￡ ） ｛ ＋ ｃ】 ｆ Ｆｆ ） （） １
中图 分 类号 ：Ｈ１４ Ｕ ６ ．３ Ｔ １ ； ４ ４ １
发 动 机 罩 居 于 轿 车 的 前 面 ，其 设 计 成 功 与 否 对 整
车 有 着 重 要 的影 响 … 。发 动 机 罩 的本 体 是 由 外 板 和 一
个 附 有 筋 条 网 格 布 置 的 内 板 结 合 而 成 。 大 多 数 轿 车 发
动 机 罩 是 和 两 侧 翼 子 板 平 齐 的 ， 这 样 可 以 增 强 造 型 的
式 中 ： Ｊ 广 义 坐 标 的 列 阵 ； Ｍ ］ 质 量 矩 阵 ； Ｃ】 ｛ 为 【 为 【 为
刚 度 矩 阵 ； 为 位 移 向 量 ；Ｆ （ ）为 作 用 力 向 量 ；ｔ 时 ｔ 为
态的 刚度 特 性 进 行 评 估 ， 以保证 发动 机 罩 总成 具 有合 理 的动 态刚 度 和静 态 刚度 特 性 。 过 改 变零 件 结 构 及 厚 度参 数 优 化 通
，
发动 机 罩 的 各 性 能 并使 其 达 到 设 计 目标 值 。
关键词 ： 轿车发动机罩
模态
刚度
分析
文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０— ９ ８２ １ ）９— ０６—０ １０ ４ ９ （０ ００ ０ １ ３ 运动 的微分 方程 为 ：
间 。
整 体 感 。 了 增 加 发 动 机 罩 的 整 体 刚 度 ， 般 都 在 外 板 为 一 上 压 制 凸 筋 。 根 据 发 动 机 罩 铰 链 和 锁 的 结 构 以 及 它 们
在 发 动 机 罩 上 的位 置 来 确 定 布 置 相 应 的 内板 结 构 ＿。 ２ ＿
本 文 分 析动机罩 如果 动态刚 度不合 理 ， 导致 产生 振动 、 声及 会 噪
式 中 ： ） 振 型 矩 阵 。 ｛ 为
求得 系统各 阶固有频 率 （ 态频率 ） 模 态振 型 。 模 即
１２ 刚 度 分 析 边 界 条 件 ．
密 封 性 能 降 低 ，甚 至 可 能 影 响 发 动 机 罩 铰 链 和 锁 性 能 的 发 挥 ， 致 不 必 要 的损 坏 发 生 。 新 车 型 的开 发 过 程 导 在 中 ， 发 动 机 罩 的模 态 特 性 进 行 考 察 ， 其 主 要 的 承 载 对 对 状 态 的 刚 度 特 性 进 行 评 估 ，以 保 证 发 动 机 罩 总 成 具 有 合 理 的动 态 刚 度 和 静 态 刚 度 特 性 。
刚度分 析 中附加 的锁扣 钢管 。
表 １ 发 动 机 罩 静 态 刚 度分 析约 束 和 边 界 条 件
１ 发 动 机 罩 模 态 与 刚 度分 析概 述
１１ 模 态分析基 本 理论 ．
弯 曲刚 度 １０ ＯＮ 约束 自由度 Ｚ向力 一 ： １ ４ ２３６ 束 自 由 度