基于的汽车车灯静力学计算及模态分析
基于CATIA与ANSYS的节能车车架模态分析
的约束与所受载荷，约束与载荷如上所述。 车架的
垂直载荷（包括车身、电动机、驾驶员和其它车载
装置）为 125 N、155 N、42 N 三 种 ，而 影 响 前 后 轴
距弯曲刚度的是 125 N、155 N。 由公式[8]
ω= Fb(L2-b2)3/2
（1）
9姨 3 EIL
第 53 卷第 10 期
李军营 等： 基于 CATIA 与 ANSYS 的节能车车架模态分析
c
2.2 边界及载荷设定 赛车采用的是三轮结构，前面 2 个轮子，后面
1 个轮子，将前面两轮分别看做 2 个位移点（图 3 的左上两个 绿点 A、B 两点），其 位移 状 态 （UZ）设 为零约束， 后面一个轮分别在两支架上各设 2 个 位移点（图 3 的右下 4 个绿点 C、D、E、F 四点），同 样设其位移状态（UZ）设为零约束。 由于车手质量 为 40 kg，考虑到实际情况，将车手、车身外壳及电 机 的 重 量 载 荷 分 成 5 个 集 中 应 力 点 a=155 N，b= 155 N，c=42 N，d=125 N，e=125 N 分 别 施 加 到 不 同的位置，使其更加接近实际情况，减少分析误 差。 2.3 形变
0 引言
随着科学技术不断进步， 汽车行业软件建模 分析几乎已经渗透到每个角落。 底盘作为汽车承 载器件，其结构设计、材质选择尤为重要。 模态分 析为各产品的结构设计、 性能评估提供了一个重 要的参考， 其可靠的实验结果往往作为产品性能 评估的有效标准[1]。 目前，大多数本田节能车竞赛 用车都没有进行模态分析，只凭经验设计，造成质 量不过关， 赛车稳定性低， 给车手带来潜在的危 险。 虽然也 有部分车队 在 ANSYS 中直接 建 模 分 析，但这样效率较低。 采用 CATIA 软件对赛车车 架三维建模， 然后导入 ANSYS 进行有限元分析， 可以大大提高建模和分析效率[2]。 本文针对本田节 能车竞赛用车， 基于 CATIA 和 ANSYS 进行车架 模态分析， 使赛车架始终处于可预见、 可控制状
某轿车车身有限元建模及静动态特性分析
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东北大学硕士论文
Abstract
bending&torsional stiffness and vibration characteristics of the body structure is performed. Keywords: car body; finite element; stiffness analysis; modal analysis; static case; free case
东 北 大 学 2006 年 02 月
A Dissertation in Vehicle Engineering
FE modeling and static&dynamic characteristics analysis of certain car body
by Yang Yuekai
Supervisor: Associate Professor Yang Ying
IV
东北大学硕士论文
目录
目
录
I II
独创性声明 ......................................................... 摘 要 ............................................................. Abstract ...........................................................
汽车整车及零部件试验模态分析测试技术_张立军
汽车整车及零部件试验模态分析测试技术同济大学汽车工程系 张立军 余卓平 靳晓雄 周 宏 [摘要]试验模态分析技术是获取结构动态特性的最重要手段之一。
本文首先介绍了模态试验分析动态测试技术的基本内容,然后依次详细阐述了汽车白车身、充气轮胎以及后桥模态分析试验的动态测试的试验方案和具体方法,并提供了部分模态试验分析的实测模态参数。
叙词: 模态分析 汽车结构 试验1 引言随着生活水平的不断提高,人们对汽车综合性能的要求也日益提高。
其中,减轻振动强度,降低噪声水平,提高乘车舒适性是最重要的内容之一,而且正受到越来越多的重视。
这就使优化汽车系统的动态特性,控制振动和噪声成为非常突出的问题。
曾有汽车生产企业基于原车型进行修改得到变型车时,忽视了结构修改对汽车系统动态特性的改变,导致车内噪声恶化,造成了不应有的损失。
目前,对结构动态特性的预测、测试和修改已经不是一件十分困难的事。
其中,模态分析技术成为最重要的技术之一。
模态分析技术主要是指试验模态分析技术。
所谓试验模态分析技术是通过振动模态试验获得表征结构动态特性的模态参数的一种动态分析方法。
通过对结构的模态试验获得模态参数,可以为结构设计部门设计和改型提供结构动态基本参数,进行结构系统的振动特性分析,结构动力特性优化设计和修改等。
正是由于试验模态分析技术巨大的工程实用价值,使其成为利用振动理论解决工程问题的最重要、应用最广泛的技术手段。
对于包含数以千计零件、结构极其复杂、运行工况恶劣多变的汽车,必须重视结构系统的动态特性的设计优化,因此必须研究模态分析技术在汽车中的应用问题,尤其是试验模态分析技术的应用。
模态分析的关键是获得精度高,可信度高的频率响应函数(或脉冲响应函数),而这又取决于动态测试环节。
因此,本文将着重探讨汽车整车及零部件的试验模态分析技术中的动态测试技术,而且偏重于具体的实施问题。
首先介绍试验模态分析动态测试技术的基本内容,然后依次详细阐述汽车白车身、充气轮胎以及后桥模态分析试验的动态测试的试验方案和具体方法,最后提供部分实际模态分析得到的模态参数结果。
汽车排气系统静力学计算及模态分析
汽车排气系统静力学计算及模态分析汽车排气系统是引擎的一部分，它的作用是将引擎燃烧产生的废气和噪音从车辆底部排出，为了保持引擎的性能和减少对环境的影响，排气系统的设计必须考虑静力学计算和模态分析，以下将详细介绍这两个方面。
一、静力学计算静力学计算旨在确定在引擎运转时，排气系统中存在的压力及对它会产生的力和扭矩的影响。
这些力和扭矩的作用都会导致排气系统产生振动，下面我们将从三个方面进行分析：1. 背压计算在排气系统中，背压是指尾气在流经排气系统时产生的空气压力之和，这个压力会对引擎的性能产生影响。
当排气系统中背压过高时，会使引擎的性能下降。
因此，在设计排气系统时必须要根据引擎的输出和尾气产生的流量来计算背压。
2. 力和扭矩计算在引擎工作时，排气系统受到的总体力和扭矩都是非常关键的参数。
这些参数可以通过测量排气管的弯曲、长度、截面面积等参数来计算。
当排气系统的力和扭矩较大时，可以采用更加坚固的材料来制造排气系统，以确保其能够承受这些作用力。
3. 振动计算振动是指排气系统在引擎工作时产生的机械波动。
这种振动可以对排气系统和其他部件产生损伤。
因此，在设计排气系统时，必须要考虑振动特性，以便控制和减少振动。
二、模态分析模态分析旨在确定排气系统的共振特性，例如本征频率和共振幅值等，以便设计人员能够更好地了解设计中可能出现的问题。
这种分析可以使用有限元分析的方法进行，下面我们将具体介绍：1. 有限元分析有限元分析是一种计算机辅助的工程分析方法。
在排气系统的设计中，有限元分析可以用于计算其振动、应力和变形等。
有限元分析的主要目的是确定系统中的自由振动模态和固定点的受力和应变，以便设计人员可以精确地计算设计参数。
2. 本征频率和共振幅值分析在分析排气系统的振动时，本征频率和共振幅值是非常重要的参数。
本征频率是指系统的自由振动频率，而共振幅值是指系统受到外部作用力时产生的响应。
在排气系统的设计中，必须要考虑到这两个参数，以确保排气系统能够在运行时不会受到过大的振动影响。
什么是模态分析,模态分析有什么用
什么是模态分析,模态分析有什么用什么是模态分析模态分析有什么用结构劢力学分析中，最基础、也是最重要的一种分析类型就是“结构模态分析”。
模态分析主要用亍计算结构的振劢频率和振劢形态，因此，又可以叫做频率分析戒者是振型分析。
劢力学分析可分为时域分析不频域分析，模态分析是劢力学频域分析的基础分析类型。
基础理论劢力学控制方程可表示为微分方程：其中，[ M ] 为结构质量矩阵，[ C ] 为结构阷尼矩阵，[ K ] 为结构刚度矩阵，{ F } 为随时间变化的外力载荷函数，{ u } 为节点位移矢量，为节点速度矢量，{ ü } 为节点加速度矢量。
在结构模态分析中丌需要考虑外力的影响，因此，模态分析的劢力学控制方程可表示为：理想情况下，结构在振劢过程中，丌考虑阷尼效应，也就是所谓的自由振劢情况，模态分析又可描述为：对上迚一步分析，假设此时的自由振劢为谐响应运劢，也就是说u = u 0 sin( ωt )，上又可迚一步描述为：对上式求解，可得方程的根是ω i²，即特征值，其中i 的范围是从1 到结构自由度个数N （有限元分析中，自由度个数N 一般丌超过分析模型网格节点数的三倍）。
特征值开平方根是ω i ，即固有圆周频率，这样，结构振劢频率（结构固有频率）f i就可通过公式f i = ω i /2 π 得到。
有限元模态分析可以得到f i 戒者ω i ，都可以用来描述结构的振劢频率。
特征值对应的特性矢量为{ u } i 。
特征矢量{ u } i表示结构在以固有频率f i振劢时所具有的振劢形状（振型）。
模态分析中的矩阵1. 模态分析微分方程组包含六个矩阵：[ K ] 代表刚度矩阵。
可参考“结构静力学”中的解释说明。
{ u } 代表位移矢量。
主要用来描述模态分析的振型。
可参考“结构静力学”中的解释说明，但一定要注意，模态分析中得到的位移矢量不静力学分析中位移矢量代表变形丌同。
[ C ] 代表阷尼矩阵。
某型货车驱动桥壳的静力学和模态分析
《装备制造技术)2020年第10期某型货车驱动桥壳的静力学和模态分析姚奇,沈仙法(三江学院机械与电气工程学院，南京210012)摘要：为进一步优化某型货车驱动桥壳的结构，通过UG软件建立驱动桥壳的三维模型，再导入到有限元分析软件Hypermesh中进行静力学分析，得到了驱动桥壳在三种工况条件下的最大变形和最大应力为0.371mm和312MPa,然后分析得到了驱动桥壳在自由模态和约束模态下前6阶的固有频率为220~890Hz,振幅为6~12mm o结果认为：驱动桥壳的结构能够满足其刚度和强度要求，且在低阶频率正常行驶时不会产生共振，为货车驱动桥壳的结构优化和避免共振提供了技术参考依据。
关键词：驱动桥壳；静力学；模态分析;有限元;Hypermesh中图分类号：U463文献标识码:A文章编号:1672-545X(2020)10-0073-05 0引言驱动桥壳是货车的重要部件，它的强度和质量将直接影响车辆的性能和质量。
采用传统方法设计驱动桥壳，生产成本高，开发周期长。
同时由于驱动桥壳形状复杂，传统方法很难准确计算出作用在驱动桥壳各个位置的应力和变形，而采用有限元的分析方法将会解决这一不足，并且能够缩短产品开发周期,节省试验成本［1-3］。
因此，本文将采用有限元法研究某型货车驱动桥壳的力学性能。
1驱动桥壳结构设计驱动桥壳是主减速器，差速器和半轴的基础件与支承机构,并通过车辆的左右半轴与车轮固定，同时支撑车架以上部件的质量，将地面通过车轮传来的力和力矩传递给车架。
当车辆一侧驱动轮通过高低不平的地面低洼处时，整个驱动桥和车身都要发生倾斜与侧偏,车身振动频率加大，此时要保证车辆安全与可靠，就必须要求驱动桥壳具有良好的刚度和强度。
驱动桥壳从结构形式上分为整体式与断开式两种。
根据某型货车的使用路况，此次主要针对整体式驱动桥壳。
在UG中进行驱动桥壳三维建模和装配,然后进行约束验证和干涉测试，其三维模型如图1所示。
图1驱动桥壳三维模型2驱动桥壳静力学分析2.1有限元模型为了节省有限元分析时间，对螺纹孔、放油孔和小倒角等不重要结构进行了简化和删除，以达到最佳计算和分析结果,再导入Hypermesh有限元分析软件中进行材料参数设置，如表1所示。
汽车排气系统静力学计算及模态分析
汽车排气系统静力学计算及模态分析
侯献军;刘志恩;颜伏伍;刘庆
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】建立了某汽车排气系统的有限元模型,并进行了有限元模型的静力学计算和模态分析.静力学计算结果表明,该车辆排气系统各橡胶吊耳处受力相对均匀,系统的最大位移和应力均满足设计要求.模态分析结果表明,怠速和经济转速下发动机的排气激励频率避开了该排气系统的固有频率,使得该系统具有较好的动态特性.【总页数】3页(P40-42)
【作者】侯献军;刘志恩;颜伏伍;刘庆
【作者单位】武汉理工大学;武汉理工大学;武汉理工大学;河南机电高等专科学校【正文语种】中文
【中图分类】U464
【相关文献】
1.基于 CA TIA 的汽车车灯静力学计算及模态分析 [J], 刘庆;睢利铭
2.基于ANSYS的汽车排气系统模态分析 [J], 何云飞;唐岚;江昊
3.某型汽车排气系统的模态分析 [J], 李祖业;谢华林;龚运息;杨迪新
4.汽车排气系统模态分析与优化 [J], 王娜;毛忠民
5.汽车排气系统计算模态分析 [J], 俞水良;符惠龙
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基于ANSYS汽车连杆的模态分析
基于ANSYS汽车连杆的模态分析摘要：振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一。
由于振动会造成结构的共振或或疲劳，从而破坏结构。
所以必须了解结构固有的频率和振型，避免在实际工况中因振动因素造成结构的损坏。
模态分析主要研究结构或机器部件的结构特性，将得到结构的固有频率和振型，对复杂结构进行精确的模态分析，将为评价现有结构的特性特性、新产品和诊断动态性能的预估及优化设计，提供科学的依据。
关键词：ansys；汽车连杆；模态分析1引言汽车众所周知的最常用的交通工具之一，在整个汽车的复杂系统中，发动机就是其中最重要的之一，常常也称作汽车的心脏。
当汽车发动机工作时，活塞燃烧室产生的气体其爆炸力通过连杆传递给曲轴，曲轴带动飞轮转动从而将动力输出。
在这工作的过程中，发动机连杆在传递燃料爆炸作用力的同时也承受了最大最强烈的冲击力、动态应力，因此,连杆成为发动机动力学负荷最高的部件。
连杆是发动机传递力最重要的零部件之一，同时也肩负着传递力的方向的重任。
所以,汽车发动机连杆的质量和性能就直接关系到整个发动机工作的稳定性以及故障率。
利用有限元对汽车连杆零部件进行模态分析,有利于对连杆零部件更科学的使用。
2基本原理2.1ANSYS简介ANSYS软件是可以处理的分析类型：结构分析、热分析、电磁分析、流体分析、耦合场分析。
结构分析首先待求的自由度是位移，而其他量诸如应变、应力、反应力等均是通过位移值来得到的。
在ANSYS中，结构分析主要包括7种：静力分析、模态分析、谱分析、瞬态动力学分析、谐响应分析、特征屈服分析、专项分析。
而模态分析是本论文的着重应用，主要分析用于计算结构的自然频率和振型，用于解决实际生活中的机械振动。
2.2ANSYS模态分析简介结构动力学分析不同于静力学分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用效果。
模态分析是动力学分析功能的一种。
动力学分析是用来确定质量（惯性）和阻尼起重要作用的结构和构件动力学特性的技术。
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频率大于 １２５Ｈｚ ，对比结果如表 ３ 所示 。 图 ７ 为前 四阶约束模态的振型图 。 从模态振型图来看 ，大多 数表现为系统受约束的某种摆动 。
ａ） 上部加载应力结果 ｂ） 底部加载应力结果 图 ６ 静力分析的应力图
图 ７ 某阶次下约束模态的振型图
倡 收稿日期 ：２０１３‐１０‐９ 作者简介 ：刘庆 （１９８３ － ） ，男 ，河南新乡人 ，讲师 ，主要研究方向为发动机排放控制与电控技术 、汽车及发动机 ＣＡ Ｄ ／ＣＡ Ｅ 研究 。
２２
刘庆等 ：基于 ＣＡ Ｔ ＩＡ 的汽车车灯静力学计算及模态分析
镜与灯壳之间的超声波焊接处采用紧固约束 ；将灯 壳上两个安装孔设定为固定约束 。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｐｌａｓｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐａｎｅｌ ；ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ；ｅｘ ｔｒｕｄｅｒ ；ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ
２５
划分好网格的有限元模型结构如图 ４ 所示 。
图 ２ 车灯结构的三维模型
① 外透镜 ② 内透镜 ③ ＰＣＢ 板 ④ 灯壳
图 ４ 车灯结构的有限元模型
３ 有限元仿真分析
３ ．１ 静力学计算 该灯设计装车后的间隙值为 １ ．０ ± ０ ．７ｍｍ ，因
此对其上下边界分两次分别加载位移 ，使其 Ｓ１ ＝ Ｓ２ ＝ ０ ．７ｍｍ ，如图 ５ 所示 。 静力分析结果如图 ６ 所示 。 由静力分析的结果可以看出 ，支架以及整灯 都未超出材料的屈服极限值 ，支架强度可靠 。
１ 概述
汽车车灯是汽车上的一个关键部件 ，其可靠性 是汽车行驶安全的一个重要保障 。 车灯随着汽车 外形设计的变化而变化 ，其趋势是结构复杂化 ，因 此 ，车灯设计中除了配光性能要满足国标外 ，对车 灯的动态性能要求也越来越高 。 目前 ，车灯设计的 很多问题靠工程师的经验难以解决 ，应用有限元分 析技术对车灯进行有限元模拟不仅具有重要的理 论意义 ，而且具有很高的实用价值 。 本文以某公司 生产的一款高位刹车灯为例 ，对其进行静力学计算 和模态分析 ，来验证其结构设计是否符合设计要 求［１］ 。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ｌａｍｐ ；ＣＡ Ｔ ＩＡ ；ｓｔａｔｉｃｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ；ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ
（上接第 ７ 页）
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｐａｎｅｌ Ｅｘｔｒｕｄｅｒ Ｍ Ｕ Ｘｕｅ‐ｈｅｎｇ ，ｅｔ ａｌ
本次仿真其目的是校核安装支架的结构强度
图 １ 车灯结构
① 外透镜 ② 内透镜 ③ ＰＣＢ 板 ④ 灯壳
和整灯的前两阶固有频率是否达到设计要求 ，而固 有频率主要与其采用的材料和结构有关 ，因此在保 证材料和结构的情况下 ，对其一些局部细微特征进 行了简化 ：
（１）外透镜 ：去除其表面的认证法规刻字 ，用光 滑的曲面替代内表面的光学面条纹 ；
表 １ 零部件的材料属性
零部件 名称
材料
弹性模量 （Ｍ ｐａ）
泊松比
密度 （ｋｇ ／ห้องสมุดไป่ตู้３ ）
外透镜
ＰＭ Ｍ Ａ
３３００
０ ．３５
１１９０
灯壳 内透镜
ＡＢＳ ／ＰＣ ＰＣ
２２１０ ２３３７
０ ．３ ０ ．３７
１０８０ １１９２
ＰＣＢ 板
ＦＲ４
２４１３０
０ ．１３６
１８５０
（１）网格划分 ：网格采用 Ｐａｒａｂｏｌｉｃ 类型网格 ， 对各个部件采用的网格大小不同 ，其具体数值 ：外 透镜为 ４ｍｍ 、内透镜为 ３ｍｍ 、ＰＣＢ 板为 ２ｍｍ 、灯壳 为 ３ｍｍ 。
（２）边界约束 ：将 ＰＣＢ 与内透镜之间的卡扣约 束创建为 ＸＹＺ 三个方向的滑动约束 ；发光单元与 灯壳之间创建为 ＸＹＺ 三个方向的滑动约束 ；外透
ａ） 上部加载
ｂ） 底部加载 图 ５ 位移加载
３ ．２ 模态分析 对设置好的模型进行计算 ，求解其前 １０ 阶固
有频率 。 在模态分析文件的树图 （Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃａｓｅ ２３
河南机电高等专科学校学报 ２０１４ 年 １ 期
ｓｏｌｕｔｉｏｎ ．１ ／ Ｖｏｎ ｍｉｓｅｓ ｓｔｒｅｓｓ ．１）上右击 ，在弹出的 Ｉｍａｇｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ 对话框中选择 Ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ 标签 ，即 可得到计算出的前 １０ 阶固有频率 ，如表 ２ 所示 。 主要考虑第一阶固有频率大于 １００Ｈｚ ，第二阶固有
［Ｍ ］ ．北京 ：清华大学出版社 ，２０１１ ．
参考文献 ： ［１］ 李勇 ．车灯振动性能的仿真模拟研究 ［Ｄ ］ ．浙江 ：浙江
Ｓｔａｔｉｃｓ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｄａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｌａｍｐ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＣＡＴＩＡ
Ｌ ＩＵ Ｑｉｎｇ ，ｅｔ ａｌ
（２） 内透镜 ：以平面或者光滑的曲面替代复杂 的光学面 ；
（３）ＰＣＢ 板 ：以同质量和同形状的板代替 ＰＣＢ 板上的 ＬＥＤ 及各类电器元件 ；
（４）灯壳 ：去除产品代码以及客户标志等刻字 、 一些较为复杂的倒角和装饰条纹 。
首先利用 ＣＡ Ｔ ＩＡ 的三维建模模块 ，分别创建 四个 ＰＲＴ 文件用来存放四个部件 ，每个部件的实 体存放于 ＰａｒｔＢｏｄｙ 下 ，创建好的车灯各部件的三 维模型如图 ２ 所示 ，然后利用装配模块 ，将四个部 件装配在一起来完成车灯的装配文件 ，如图 ３ 所 示 。［２］
２ 有限元模型的建立及仿真条件的设置
２ ．１ 有限元模型的建立 该高位刹车灯是由 ＰＣＢ 板 、内透镜 、灯壳和外
透镜组成 ，如图 １ 所示 。 ＰＣＢ 通过卡口与内透镜 固定 ，成为一个发光单元 ，然后发光单元通过卡口 固定在灯壳上 ，外透镜与灯壳之间采用超声波焊接 的方式固定 ，整灯通过灯壳上的两个支架使用螺栓 固定在扰流板上 。
２４
刘庆等 ：基于 ＣＡ Ｔ ＩＡ 的汽车车灯静力学计算及模态分析
（２）采用 ＣＡ Ｔ ＩＡ 软件对车灯的模型进行有限 元仿真 ，减少了数据从一般三维建模软件导入 ａｎ‐ ｓｙｓ 等软件的工作量 ，也避免了导入过程的失真 ；同 时 ，对于去除模型上对仿真结果影响不大的特征 （如复杂的光学面 ，刻字 ，装饰条纹 ，细小的倒圆角 等）较为方便 。
１
１００ ．９７９
＞ １００ Ｈｚ
ＯＫ
２
１８３ ．１５２
＞ １２５ Ｈｚ
ＯＫ
４ 结语
（１）采用 ＣＡ Ｔ ＩＡ 软件建立了某款高位刹车灯 的有限元模型 ，并对产品进行了静力学计算和模态
分析 。 静力学计算结果表明该灯的安装支架设计 在最大位移和盈利率均满足设计要求 ；模态分析结 果表明 ，该灯前两阶固有频率达到了设计要求 ，该 系统具有较好的动态特性 。
第
２２ 卷 ２０１４ 年
第１ １月
期
Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ
河南机电高等专科学校学报 Ｈｅｎａｎ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｃｏｌｌｅｇｅ
Ｖｏｌ ．２２ №
Ｊａｎ ．２０１４
．１
基于 ＣＡ ＴＩＡ 的汽车车灯静力学计算及 模态分析 倡
（责任编辑 吕春红）
工业大学 ，２００５ ． ［２］ 王登峰 ．ＣＡ Ｔ ＩＡ Ｖ５ 机械（汽车）产品 ＣＡＤ ／ＣＡＥ／ＣＡＭ
全精通教程［Ｍ ］ ．北京 ：人民交通出版社 ，２００７ ． ［３］ 何文军 ．ＣＡ Ｔ ＩＡ 环境中的设计 ＣＡＥ 及应用 ［Ｍ ］ ．北
京 ：机械工业出版社 ，２０１２ ． ［４］ 张 云 杰 ，胡 海 龙 ．乔 建 军 ． ＣＡ Ｔ ＩＡ Ｖ５Ｒ２０ 高 级 应 用
（Ｔ ＩＡＮ Ｈ Ｕ Ａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ａ ｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｃｏ ．Ｌ ＴＤ ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００６０ ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔ ｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｓｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔ ｏｎ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｐｌａｓ‐ ｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐａｎｅｌ ｅｘ ｔｒｕｄｅｒ ｏｆ ｃｏ － ｒｏｔａｔｉｎｇ ｔｗｉｎ ｓｃｒｅｗ ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｋｅｙ ｐａｒｔ ｓｃｒｅｗ － ｂａｒｒｅｌ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ．
表 ２ 各阶模态频率值
模态阶次
１
２
３
４
５
频率 （Ｈｚ）
１００ ．９７９
１８３ ．１５２
２９１ ．２９７
３８０ ．１５９
４１５ ．０６２
模态阶次
６
７
８
９
１０
频率 （Ｈｚ）
４６６ ．３１１
４８６ ．９２１
５７８ ．７３７
５８３ ．５３２
６３７ ．３４８
表 ３ 结果评价
模态阶次
模拟值
设计要求
评价结果
刘 庆 ，睢利铭
（河南机电高等专科学校 汽车系 ，河南 新乡 ４５３０００）
摘要 ：以某型号的汽车高位刹车灯为例 ，在 ＣＡ Ｔ ＩＡ 软件中建立其三维模型 ，并对安装支架进行静力学计算和模 态分析 。 静力学计算结果表明该灯的安装支架受力相对均匀 ，该结构的最大位移和应力均满足设计要求 ；模态 分析结果表明该灯的前两阶固有频率达到了设计要求 ，该系统具有良好的动态特性 。 关键词 ：车灯 ；ＣＡ Ｔ ＩＡ ；静力学计算 ；模态分析 中图分类号 ：Ｕ４６３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００８ － ２０９３（２０１３）０６ － ００２２ － ０４
图 ３ 车灯装配的特征树
２ ．２ 仿真条件设置 进入 ＣＡ Ｔ ＩＡ 的 ＣＡＥ 模块 ，首先抓取 ＧＡＳ ，然
后进入 Ｇｅｎｅｒａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ 模块 ，创建仿真文件 ，进行 静力分析创建 Ｓｔａｔｉｃ Ａ ｎａｌｙｓｉｓ 文件 ，进行模态仿真 时创建 Ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ Ａ ｎａｌｙｓｉｓ ，然后各自添加材料 ， 建立各个部件间的连接关系 ，添加约束［３ ，４］ 。 各个 注塑件的材料相关信息 ，如表 １ 所示 。