某SUV白车身模态分析及优化设计
提高白车身模态的措施
提高白车身模态的措施《提高白车身模态的措施》嘿，朋友，今天咱们就来唠唠提高白车身模态都有哪些措施。
这白车身模态啊，就像是汽车身体的一种特性，模态越高呢，汽车在行驶过程中就越不容易产生共振之类的问题，开起来也就更稳当、更舒服，噪音也会更小。
那咱们怎么提高它呢？一、优化结构设计首先啊，这结构设计就像盖房子打地基一样重要。
为啥要优化结构设计呢？因为合理的结构能让力更好地传递和分散，就像一群人干活，如果分工明确、路线清晰，那效率肯定高。
在具体操作上呢，咱们得从整体布局出发。
比如说，增加一些加强梁。
这加强梁就像房子里的柱子，能给车身增加支撑力。
咱们可以在车身容易变形或者受力比较大的地方，像车门和车身连接的部位、底盘的关键位置等，巧妙地加上这些加强梁。
那加的时候也有讲究，不能乱加，得根据车身的力学分析来确定位置和形状。
比如说，要顺着车身主要受力的方向来设计加强梁的走向，这样才能最大限度地发挥它的作用。
预期效果呢，就是让车身整体的刚度得到明显提升，就像给一个软绵绵的身体穿上了一层硬铠甲，白车身的模态自然就提高了。
还有啊，优化车身的形状也是个不错的办法。
咱们尽量让车身的形状更规整，减少那些奇奇怪怪的凸起或者凹陷。
你想啊，一个表面光滑的物体和一个坑坑洼洼的物体，哪个在风中或者受力的时候更稳定呢？肯定是光滑的那个。
所以把车身形状设计得更简洁流畅，能够减少空气阻力对车身的干扰，同时也能让力在车身上的传递更顺畅，从而提高模态。
二、选用合适的材料这材料就像做饭的食材一样，好的食材才能做出美味的菜肴。
在提高白车身模态这件事上，选择合适的材料至关重要。
为啥要重视材料呢？因为不同的材料有不同的力学性能。
比如说，高强度钢就比普通钢材更硬更结实。
如果咱们用高强度钢来制造车身的关键部位，那这个部位就能承受更大的力而不容易变形。
就像一个大力士和一个普通人，在扛东西的时候，大力士肯定更厉害。
具体操作起来呢，咱们要对车身不同部位进行分析。
某商用车白车身模态分析及试验研究
某商用车白车身模态分析及试验研究摘要：本文采用有限元数值模拟方法，并结合试验研究的手段，对某商用车的白车身进行模态分析。
分析过程中，利用超声波检测技术获取车体结构的固有频率，通过有限元分析软件对车体结构进行数值模拟，得到车体结构的振型及固有频率，并与试验结果进行对比，验证数值模拟的可靠性。
最后，针对车体结构的振动问题，提出了一些改进措施，以提高其振动性能。
关键词：商用车；白车身；模态分析；有限元方法；试验研究；振动正文：一、引言白车身是指未安装任何车身部件、发动机和传动系的车身结构，它是整车研究开发中的重要部分。
在商用车研发过程中，白车身的研究和分析对于整车设计和制造具有十分重要的意义。
其中，模态分析是对车身结构进行振动分析的有效手段之一，旨在确定车辆在不同频率下的振动状态。
对于商用车而言，优化车身结构的振动性能可以有效提高车辆的运行平稳性和乘坐舒适性，降低噪音和振动对车辆的影响，从而提高整车的质量和性能。
本文通过某商用车白车身的模态分析和试验研究，验证其振动特性，并提出相应的改进措施，以提高车身结构的振动性能。
二、模态分析方法本文采用有限元数值模拟方法，通过有限元分析软件对车体结构进行数值模拟，得到车体结构的振型及固有频率。
具体步骤如下：1. 建立有限元模型：根据车体结构的实际情况，利用有限元建模软件（如ANSYS等）建立车体结构的有限元模型，包括车身前、中、后三部分，并设置合适的边界条件。
2. 确定振动模态：在模型中输入一个外部激励，利用有限元分析软件计算得到车体结构的振型及固有频率。
3. 验证模拟结果：利用超声波检测技术获取车体结构的固有频率，与有限元分析的结果进行对比，验证数值模拟的可靠性。
三、试验研究方法为验证数值模拟结果的可靠性，本文采用超声波检测技术对车体结构进行试验研究。
具体步骤如下：1. 选择检测仪器：选用超声波检测仪器，如PMUT、HIT、Elcometer等，进行非接触式的结构固有频率测量。
基于灵敏度分析的SUV白车身优化设计
基于灵敏度分析的SUV白车身优化设计吴哲;龚国庆【摘要】The finite element model of a SUV BIW(body-in-white) is established with software Hypermesh, the free modals of this FEA model are computed with Radioss. The sensitivity of the model some plates is analyzed with Op-tistruct, and the size optimization of the BIW is taken based on the calculation results. The target is to improve the first-order modal frequency under the condition of ensuring the mass nearly no changes.%采用Hypermesh软件建立某SUV白车身有限元模型，通过Radioss 对该模型进行自由模态分析计算；利用Optistruct对该模型的部分板件进行灵敏度分析，并以计算结果为依据，对白车身进行尺寸优化，在保证质量基本不变的情况下，提高一阶模态的频率。
【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P9-12)【关键词】模态分析;Hypermesh;灵敏度;尺寸优化【作者】吴哲;龚国庆【作者单位】北京信息科技大学机电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学机电工程学院，北京 100192【正文语种】中文【中图分类】U463.82汽车白车身模态参数反映白车身结构的基本振动特性，影响着汽车的强度、可靠性、使用寿命、乘坐舒适性等。
白车身模态为汽车的频率响应分析、NVH分析等奠定基础，也是汽车新产品开发结构分析的主要内容之一[1]。
白车身模态分析报告
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。
SUV白车身扭转刚度的分析与优化_熊辉
日习则学不忘，自勉则身不坠。
— — —徐干
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３）前轮罩处增加接头布置，形成完整的环状路径， 增大环状结构截面面积，加大结构加强件料厚。
４）关键接头部位增加结构胶和焊点，提升车身扭 转刚度。
通过灵敏度分析以及车身结构优化设计，最终计 算得到白车身扭转刚度是 １７ ８７０ Ｎ·ｍ（／ °），提升量为 ４ ０２１ Ｎ·ｍ（／ °），提升率为 ２２．５%，满足项目设定目标。 同时白车身弯曲刚度提升了 １６．７%，弯曲和扭转模态也 得到了有效的提升。
极大提高产品可靠性。因此针对车身的扭转刚度对白 车身进行准确的有限元建模分析成为设计开发中一项 不可缺少的重要内容。
某款 ＳＵＶ 车型扭转刚度分析思路，如图 ３ 所示［２］， 首 先 把 工 程 设 计 ＣＡＴＩＡ 数 模 导 入 有 限 元 分 析 软 件 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ，然后进行单个零件网格建模、连接、支撑、
参考文献 ［１］ 高云凯，蓝晓理，陈鑫． 轿车车身模态修改灵敏度计算分析［Ｊ］． 汽车工
程，２００１，２３（５）：３５２－３５５． ［２］ 仇彬． 轿车白车身扭转刚度分析及结构优化设计［Ｄ］． 安徽：合肥工业
大学，２００７：１８． （收稿日期：２０１５－０９－２７）
人能不食十二日，惟书安可一日无。
— ——陆游
考虑到白车身的受力传力复杂性，本次采用的是 详细有限元模型。建模重点过程分为结构优化、单元 选取、单元数量和质量控制、网格布局及连接方式模
步分析，分析各个环的截面和连续性等；然后挑选出各 个环中的关键件并进行简化建模和灵敏度分析，白车 身简化模型图，如图 ７ 所示。灵敏度分析可以迅速找出 对白车身扭转刚度影响的关键部件并分析出贡献量， 为后期设计优化提供重要的支持。
基于扭转模态的某白车身结构分析与优化
基于扭转模态的某白车身结构分析与优化赵广;麻桂艳;汤湧【摘要】白车身扭转模态是评价白车身性能的重要指标,是控制汽车NVH性能的关键指标.文章采用CAE仿真分析方法,在项目初期对白车身扭转模态进行计算,通过对振型的分析,查找出导致白车身扭转模态偏低的主要原因是全景天窗开口大,结构薄弱.通过对全景天窗骨架结构刚度的优化,提升了白车身扭转模态.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】3页(P13-15)【关键词】扭转模态;全景天窗;优化【作者】赵广;麻桂艳;汤湧【作者单位】华晨汽车工程研究院白车身工程室,辽宁沈阳110141;华晨汽车工程研究院白车身工程室,辽宁沈阳110141;华晨汽车工程研究院白车身工程室,辽宁沈阳110141【正文语种】中文【中图分类】U467前言全景天窗具有透光面积大、视野开阔的优点，已经成为目前中高端汽车的亮点配置，受到众多消费者的青睐。
但由于全景天窗比普通天窗尺寸更大，导致白车身顶盖开口尺寸更大，无法布置横梁等加强结构，使得白车身刚度性能下降，扭转模态下降。
白车身扭转模态不仅反映了汽车车身的整体刚度性能，而且是控制汽车 NVH特性的关键指标。
在本文某SUV白车身产品开发仿真分析过程中，白车身扭转模态为39.3Hz，低于设定的目标值40Hz，需要进行优化，针对以上问题，通过进行结构优化，并采用CAE方法进行分析验证，在设计开发阶段提高了产品的性能，从而避免了相关的设计缺陷，大大的减少了设计周期和成本。
1 白车身模态车身作为一个多自由度的弹性系统，其固有振动频率也就相应表现为无限多的固有模态，其低阶模态振型多为整体振型，如整体扭转、弯曲振型，高阶模态振型多为一些局部共振振型，如地板振型、车顶振型和侧围外板振型等。
有时，由于车身的局部刚度低，也有一些局部振型在低频范围出现，或与整车振型同时出现。
合理的车身模态分布对提高整车的可靠性和NVH性能等有着十分重要的意义[1]。
某商用车驾驶室白车身模态分析
某商用车驾驶室白车身模态分析一、绪论随着经济的发展和人们对生活品质的要求越来越高，商用车在物流、运输、旅游等领域的需求也越来越大。
商用车驾驶室作为商用车的重要组成部分，对驾驶员的舒适性、安全性以及工作效率都有着重要的影响。
本文将对商用车驾驶室的白车身模态进行分析，以便更好地了解其特点和优势。
二、商用车驾驶室的设计特点1.舒适性该商用车驾驶室采用了人性化设计，座椅可进行多向调节，以适应不同体型的驾驶员。
此外，驾驶室还设置了调节空调、音响等功能，为驾驶员提供了一个舒适的工作环境。
2.安全性商用车驾驶室采用了高强度材料制作，能有效抵御外部撞击和振动，提供更高的安全性。
同时，驾驶室还设置了气囊等安全设施，增加了驾驶员的被动安全防护。
3.工作效率商用车驾驶室设计了合理的布局，使驾驶员可以方便地操作各种控制设备，提高了工作效率。
另外，驾驶室还配备了多媒体设备和导航系统，方便驾驶员的工作和生活。
白车身模态是指车辆行驶过程中由于外部激励造成的车辆结构振动。
白车身模态分析可以通过有限元分析方法来实现。
在商用车驾驶室的白车身模态分析中，需要进行以下步骤：1.建立有限元模型首先，需要通过CAD软件建立商用车驾驶室的三维模型。
然后，利用有限元软件对模型进行离散化，将驾驶室划分为多个小单元，以便进行数值计算。
最后，根据材料特性和实际工况对各个单元进行材料属性和边界条件的设定。
2.求解模态信息根据有限元模型，可以求解其模态信息，包括自由振动频率和振动模态形态。
通过分析模态信息，可以得到驾驶室在不同振动模态下的应力、应变和振动特性，为后续的设计和优化提供参考。
3.分析结果评价根据白车身模态分析的结果，可以对驾驶室的结构强度、振动特性和噪声辐射等进行评价。
如果一些模态频率接近激励频率，可能会导致共振现象，需要进行优化设计，提高驾驶室的抗振能力。
四、结论通过商用车驾驶室的白车身模态分析，可以更全面地了解驾驶室的结构特点、振动特性和工作环境等方面的信息。
白车身骨架模态研究与结构优化设计
2024年第2期47白车身骨架模态研究与结构优化设计马保林，熊辉，张略（奇瑞汽车股份有限公司，芜湖 241000）摘 要：为了提高某承载式车身骨架的模态，解决其在汽车行驶过程中与外界激励频率重合产生共振和异响，改善白车身骨架的NVH性能，对某轿车白车身进行研究并对关键零部件进行了结构优化设计，并进行有限元分析验证。
根据有限元分析及实车验证，这些结构优化方案对改善车身模态频率具有良好的效果，为其他车型提供设计参考。
关键词：模态分析，结构优化，白车身，有限元分析中图分类号：U463.8 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2024）02-0047-05Research on the BIW Modal and Optimization Design of theStructuralMA Bao-lin, XIONG Hui, ZHANG Lue (Chery Automobile Co., Ltd., WuHu 241000, China)Abstract: In order to improve the mode of a load-bearing body frame, solve the resonance and abnormal noise caused by its overlap with the external excitation frequency during the driving process of the car, and improve the NVH performance of the BIW skeleton, the BIW of a car was studied, and the structural optimization design of key components was carried out, and the finite element analysis was carried out to verify it. According to the finite element analysis and actual vehicle verification, these structural optimization schemes have a good effect on improving the modal frequency of the body, and provide design reference for other models.Key Words: Modal Analysis; Structural Optimization; Body-In-White; Finite Element Analysisdoi:10.3969/j.issn.1005-2550.2024.02.008 收稿日期：2024-01-021 前言随着我国汽车行业的飞速发展，乘员对于汽车振动噪声品质的要求不断提高。
非承载式SUV白车身结构分析及优化
第26卷第2期2017年4月计算机辅助工程Computer Aided EngineeringVol. 26 No. 2Apr. 2017文章编号：l〇〇6 - 0871(2017)02-0028-05DOI ： 10. 13340/j. cae. 2017. 02. 005非承载式SUV白车身结构分析及优化韩红阳，陈有松，徐颖，王树英(上汽集团商用车技术中心整车集成部，上海200438)摘要：以某全新开发的SUV非承载式车身为研究对象，建立V91车身有限元模型，并进行模态分 析.为使车身1阶模态满足目标值要求，对车身进行灵敏度分析和截面刚度分析，并提出改进方案.经过优化，车身的1阶弯曲模态提升7. 8%，1阶扭转模态提升25. 7%.研究结果可为企业研发非 承载式SUV车身提供参考.关键词：白车身；弯曲刚度；扭转刚度；断面刚度；灵敏度分析；模态频率中图分类号：U463.82 文献标志码：BBody-in-white structure analysis and optimization onbody-on-frame type of SUVHAN Hongyang,CHEN Yousong,XU Ying,WANG Shuying (Vehicle Integration Department, S A I C M O T O R C o m m e r c i a l Vehicle Technical Center, Shanghai 200438,China) Abstract：Taking a new design of the body of body-on-frame type of SUV for the research example, the finite element model is built for V91 body and the modal analysis is performed on it. To make the first order mode meet the requirement of target value, the sensitivity and cross section stiffness is analyzed and an improvement scheme is proposed. By optimization, the first order bending mode of vehicle body is increased by 7. 8% and the first order torsion mode is increased by 25. 7%. The research results can provide reference for enterprise to develop body of body-on-frame type of SUV.Key words ：body-in-white ；bending stiffness ；torsion stiffness ；cross section stiffness ；sensitivity analysis; modal frequency0引言越野车或大型SUV —般采用非承载式车身和 承载式车架，车身与车架通过悬置软垫连接.虽然车 架是主要承载部件，但白车身也承担很大一部分载 荷，其作用不能忽略.[1]白车身模态参数表征车身 的固有频率和振动特性，会影响乘坐舒适性，还会对 车身寿命、刚度、强度、可靠性造成影响.[2]白车身 模态是汽车NVH传递函数、动态频率响应的基础，其重要性不容忽视.为避开外部激励和发动机及传 动系统的激励，需在整车开发前期分析和优化白车 身固有频率，保证白车身模态性能满足整车技术规 范要求.[34]本文以全新开发的某非承载式SUV车 身V91为研究对象，首先对竞品车进行模态试验和 有限元仿真对标，以保证有限元建模方法的准确性; 在此基础上，建立V91车身的有限元模型进行自由 模态分析.为使整体模态满足目标值要求，对V91 白车身进行灵敏度和截面刚度分析，并提出优化方收稿日期=2017-02-06修回日期=2017-03-24作者简介：韩红阳（1987 —)，男，江苏盐城人，硕士，研究方向为车身轻量化，（E-mail) hanj+ixing@ foxmail. com第2期韩红阳，等：非承载式SUV白车身结构分析及优化29案.经过改进，白车身模态性能满足目标值要求.1竞品车的仿真与试验对标1.1竞品车车身仿真模型的建立及模态分析使用HyperMesh前处理软件对竞品车白车身进 行网格划分.车身件大多数是钣金件，一般采用壳单 元模拟.本文采用四边形单元和H角形单元划分网 格，网格的平均尺寸为8 mm.为保证仿真模型和计 算结果精度，对单元质量进行控制，单元质量参数见 表1.膨胀胶和结构胶使用Solid单元模拟，点焊使 用Solid和RBE3单元模拟.表1网格质量参数Tab. 1 M e s h quality parameters最大翘曲角/(°)15最大长宽比4最小雅可比0.6最大单元长度/mm4三角形最大扭曲角/(。
某SUV白车身模态仿真与试验对标分析
20AUTO TIMEFRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨某SUV 白车身模态仿真与试验对标分析唐余林 张红军 单福奎 王朝建 李华彬 王振新宜宾凯翼汽车有限公司 四川省宜宾市 644000摘 要： 以某SUV 白车身为研究对象，基于有限元和试验模态分析理论，建立有限元和几何模型，分析结果。
对比有限元分析模态与试验模态，白车身有限元模型的有效性得以验证，并对两者结果的差异性进行分析。
通过仿真手段对白车身进行分析，可缩短开发周期、降低成本有重要意义，对白车的设计开发有指导作用。
关键词：白车身 模态 仿真 试验汽车在行驶过程中车身会受到外部激励而产生振动，当外部激励与车身系统固有频率一致或接近时将引起共振，共振将导致剧烈振动并产产生结构噪声，还会对车辆部件的耐久可靠性产生严重影响[1]。
故，车身开发前期需对车身模态进行控制，白车身的扭转模态和弯曲模态是车身设计的主要指标，一阶扭转模态频率和一阶弯曲模态频率的高低基本上可以定性的反映扭转刚度和弯曲刚度。
车身开发完成后，可通过试验手段得到车身固有频率、模态振型和阻尼，以评价车身设计是否满足前期定义的工程开发指标。
但必须在白车身装配完成后才能进行试验模态分析，试验模态分析无法在开发前期指导车身结构设计，而有限元分析在车身开发前期便能为结构设计提供指导，两种途径的研究密切相关。
文章对某SUV 白车身通过有限元分析与试验模态分析相结合，得出两者模态，最终，试验模态结果验证有限元模型精度，为车身结构设计提供参考依据[2]。
1 理论模态分析理论模态分析法的变换矩阵以模态矩阵基础，自然坐标基于原物理坐标变换而来，通过变换得到一组互相独立的二阶常微分方程，对该常微分方程方程用单自由度系统的振动方程求解，从而得到自由系统各阶模态的振动，再通过模态叠加原理，回到原来的物理坐标[3-4]。
白车身系n 个自由度的无阻尼振动系统，由于系统的激励和阻尼为零，则系统运动方程可表示为：（1）其中，M 和K 分别为白车身系统的质量和刚度矩阵；和分别为节点的加速度和位移向量，式（1）是常系数线性齐次常数微分方程组，其解的形式为：（2）将式（2）带入式（1），有，由于不能恒等于零，则应有，即：（3）式（3）为式（1）系统的特征方程。
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某SUV白车身模态分析及优化设计
文章介绍了某SUV车型的白车身模态分析，并针对计算结果对车身结构和布局进行优化，使整车刚度趋于合理。
优化结果显示：优化后结构、刚度更加合理，并且一阶扭转提高了4HZ，车身重量减少1.5KG。
标签：模态分析；结构优化；有限元分析
前言
现代汽车设计领域，有限元分析得到了广泛的运用。
车身作为汽车的关键总成，其力学特征对整车的动力学特征起关键作用。
车身模态分析则关系到整车刚度、常规震动和车身减重。
实践证明对白车身结构进行有限元分析可以提前发现、避免相关的设计缺陷，及时整改、优化设计。
从而缩短开发周期，节约试验费用。
文章通过对白车身的模态分析对设计进行结构优化，使得车身结构局部模态和整体刚度特征满足模态规划要求。
1 有限元模型
有限元分析基本是利用一组离散化单元组集代替连续体机构进行分析，这种单元组集体称结构力学模型。
车身模型建立原则为能反映车身主要力学结构特征和边界约束条件，其次可考虑在保证正确性的基础上对模型进行适当的简化。
模型建立过程需考虑：模型的简化、网络划分、材料属性确定、单元选择及模型的连接与装配。
为此对模型建立进行了如下处理：
1.1 模型建立采用了基准尺寸为10mm的QUASD4划分SHELL单元，局部采用了大于3mm的小尺寸划分，在非关键区域几何过度区少量采用了TRIA3单元。
TRIA3单元占总数的比率小于5%。
1.2 孔径6mm～10mm，用方孔代替；孔径大于10mm，保留孔，孔周围两圈偶数个单元，其他非重要小孔可忽略。
1.3 翻边至少要划分两排网格，圆角大于3mm可以保留，螺栓用RIGID或梁连接。
1.4 焊点采用CWELD/ACM单元，方向同连接壳单元法向量平行。
焊缝则采用CQUAD4和CTRIA3模拟，对不考察局部应力的情况下，有选择性采用节点重合，并保证网络的几何匹配。
根据车身提供的数字模型，最终白车身带玻璃有限元模型单元547，219，节点569，580个，见图1。
其中材料选择见表1。
表1 材料属性
2 模态分析
由于汽车上各个系统的相互关联，模态规划就是界定各个系统频率范围的过程，防止产生共振并提高整车的刚度。
车身作为人的载体，直接同人的感受相联系，同时白车身的模态对车身的贡献达到了60%以上，对白车身的模态分析则显得至关重要。
汽车行驶时要承受各种外界和内部的激励源的激励，图2为激振传递图。
四缸机750转左右怠速下激振主频率在25Hz和50Hz。
额定功率行驶时5500*2/60=183 Hz。
正常行驶时发动机的激振频率源大于通常的整车模态，但怠速时激振频率和白车身的低频非常接近，怠速时容易引起车身共振[1]。
悬架的簧下质量为簧上的1/5～1/10，轮胎刚度是悬架弹簧的5～10倍，所以簧下质量的固有频率比簧上要高5～10倍，bounce和pitch这两个频率一般控制在1Hz～2Hz，bounce比pitch要低1.2倍左右，这样与步行时的频率差不多，人体感觉在舒适范围。
轮胎不平衡引起的激励，主要在11Hz以下。
该激振较小，容易避免。
根据相关文献，汽车在正常路面以低于车速在150km/h速度行驶时，路面的激励频率低于21Hz，所以汽车车身的固有频率需高于21Hz，最好不低于25Hz 的激振频率[2]。
传动轴引起的激励一般在40Hz以上，分量较小，对白车身的影响较小。
方向盘一阶模态在80Hz左右，纵向和横向在35Hz左右。
排气系统一阶垂向和横向在24Hz左右。
避免车厢空腔的低频需避开第一阶空腔共鸣频率，该类型车型带座椅的一阶频率一般在50～70Hz。
车身壁板的结构模态则要避免与车厢的声学模态耦合。
汽车的振动是各阶模态振动的综合表现。
前几阶的整体模态起主要作用。
从上述分析可以得出，主要的激励来自路面对车轮的冲击和发动机的振动。
在设计汽车时，车身的固有频率应有效避免相关的激振频率，提高整车的舒适性及疲劳寿命。
通常，Trimmed Body模态相对白车身模态下降5～10Hz。
承载式车身的弯曲刚度一般高于扭转刚度，要求之间能分开3Hz以上。
表2 模态分析结果
为避免相连系统出现共振，整车制定了车型频率规划。
对白车身确定了如下标准：局部模态要求大于40Hz，第一阶扭转要求大于30Hz，第一阶弯曲要求大于40Hz。
通过计算和分析发现第一阶扭转小于30Hz，不满足设计要求。
同时D 柱下加强板有优化空间，后背门上部局部模态不够理想，因此在结构整改中，对相关的零件进行了结构优化。
3 模态优化措施
模态改进则本质是增加其自身刚度，改变其固有频率分布，使质量分布更合理。
本次改进主要采用的方法为：
（1）重要接头处加强焊接及合理设置加强筋，提高整体刚度。
（2）提升灵敏度较高的零件料厚，对灵敏度较低的零件采用降低料厚、挖孔或取消这类零件。
重要接头处加强焊接及合理设置加强筋，提高整体刚度。
（3）优化传力路线，减少应力集中，改善应力分布。
除上述方法外，模态改进还可采用涂覆隔振板，激光拼焊，采用超轻钢、铝、塑料等材料等。
表3为根据模态分析结果对结构优化后结果。
通过模态分析的应力应变分布图，发现D柱下加强板的刚度贡献值较小，而该件重量却很大，考虑质量分布和刚度的关系，决定取消该件，将减少的重量应用到刚度贡献更大的零件上。
对上接头应力集中处优化了传力路径，模态提高了 1.27Hz。
另外，对上接头局部、轮罩撑板、小隔板处利用较小质量的加强板进行了局部加强。
根据零件的料厚灵敏度有针对性增加了灵敏度0.45以上的相应零件的料厚，表4，表5，以达到改善模态的效果。
表4 高灵敏度零件
表5 结构优化对质量和频率影响结果
4 结语
文章以某SUV改进项目为例，通过建立整车结构有限元模型，帮助在改进设计过程中找出对整车模态影响的关键零部件及相应模态灵敏度，并对灵敏度较高的零件进行了改进优化。
优化后白车身质量减少了 1.5KG，一阶扭转提高了4HZ，满足了项目对白车身模态的改进目标。
参考文献
[1]傅志方，华宏星，模态分析理论与应用[M].上海：上海交通大学出版社，2000.。