轿车白车身模态分析及试验验证
合集下载
轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究
式 (1) 是用系统的物理坐标描述运动方程组 , 是一 组耦合方程 。当系统的自由度很大时 ,求解十分困难 。 模态分析方法是以无阻尼系统的各阶主振型所对应的
模态坐标来代替物理坐标 , 使坐标耦合的微分方程解
耦为各个坐标独立的微分方程组 , 从而求出系统的各
阶模态参数 。对于无阻尼自由振动系统 , 阻尼和激励
沿纵向弯曲
5
53156
沿纵向弯曲 ,后窗局部变形
6
ห้องสมุดไป่ตู้56177
后部变形 ,后窗处较明显
有限元模态分析部分振型图 , 如图 2 示 。
2 有限元模态分析 根据某轿车白车身总成与零件的装配关系建立白
图 2 模态分析振型图 Fig1 2 Mode shapes for modal analysis
1 34 公 路 交 通 科 技 第 27 卷
模态分析来获得[1 ] 。 本文以某轿车白车身为研究对象 , 建立白车身有
限元模型 , 采用有限元模态分析和试验模态分析 , 对 其结果进行对比研究 。从振动 、强度角度考虑 , 分析 了该白车身所承受内外激励的影响 。并根据应变模态 的局域性特点 , 提出利用模态应变能分布优化车身结 构局部刚度的方法 。
21 Research Institute of Highway , Ministry of Transport , Beijing 100088 , China ; 31 Chery Automobile Co1 , Ltd1 , Wuhu Anhui 241009 , China)
Abstract : Using preprocessing software Hypermesh and FEA software MSC1Nastran , the detailed finite element model of car bodyΟinΟwhite (BIW) was established based on the theory of finite element1 Finite element modal analysis and experimental modal analysis were conducted to get the modal parameters of BIW , including natural frequencies and corresponding mode shapes respectively1 With comparison of the result of the simulation with that of test , the validity of the FEA model was verified1 From the view of vibration and strength , the impact of internal and external incentives on the BIW was analyzed1 According to strain mode local characteristics , a new method to determine the position where the maximum elastic deformation takes place by using the strain energy distribution of the vibration modes of different orders was therefore proposed1 The method can be used to improve the local rigidity of BIW1 The result shows that this method is reasonable and practical for the car body design1 Key words : automobile engineering ; modal analysis ; modal strain energy ; bodyΟinΟwhite ; local rigidity
模态坐标来代替物理坐标 , 使坐标耦合的微分方程解
耦为各个坐标独立的微分方程组 , 从而求出系统的各
阶模态参数 。对于无阻尼自由振动系统 , 阻尼和激励
沿纵向弯曲
5
53156
沿纵向弯曲 ,后窗局部变形
6
ห้องสมุดไป่ตู้56177
后部变形 ,后窗处较明显
有限元模态分析部分振型图 , 如图 2 示 。
2 有限元模态分析 根据某轿车白车身总成与零件的装配关系建立白
图 2 模态分析振型图 Fig1 2 Mode shapes for modal analysis
1 34 公 路 交 通 科 技 第 27 卷
模态分析来获得[1 ] 。 本文以某轿车白车身为研究对象 , 建立白车身有
限元模型 , 采用有限元模态分析和试验模态分析 , 对 其结果进行对比研究 。从振动 、强度角度考虑 , 分析 了该白车身所承受内外激励的影响 。并根据应变模态 的局域性特点 , 提出利用模态应变能分布优化车身结 构局部刚度的方法 。
21 Research Institute of Highway , Ministry of Transport , Beijing 100088 , China ; 31 Chery Automobile Co1 , Ltd1 , Wuhu Anhui 241009 , China)
Abstract : Using preprocessing software Hypermesh and FEA software MSC1Nastran , the detailed finite element model of car bodyΟinΟwhite (BIW) was established based on the theory of finite element1 Finite element modal analysis and experimental modal analysis were conducted to get the modal parameters of BIW , including natural frequencies and corresponding mode shapes respectively1 With comparison of the result of the simulation with that of test , the validity of the FEA model was verified1 From the view of vibration and strength , the impact of internal and external incentives on the BIW was analyzed1 According to strain mode local characteristics , a new method to determine the position where the maximum elastic deformation takes place by using the strain energy distribution of the vibration modes of different orders was therefore proposed1 The method can be used to improve the local rigidity of BIW1 The result shows that this method is reasonable and practical for the car body design1 Key words : automobile engineering ; modal analysis ; modal strain energy ; bodyΟinΟwhite ; local rigidity
面向某轿车白车身的模态与试验分析
ｃ ｒ ｉ ｄ ｌ ｉｕ ｔｏ ａ ｎ ｍｏ ａ ｔ ａ ｉ ｎ，ｐ ｉ ｔｏ ｔｔ ｅ ｗｅ ｋ ｅ ｓ ｐ ｒ ｎ ｃ ｒｂ ｄ ｎ ｕ ｏ ｐ ｉ ｉ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｃ ｒ ｓ ｏ ｎ ｕ ｈ ａ ｎ ｓ ａ ｔｉ ａ ｏ ｙ ａ ｄ ｐ ｔｓ ｍｅ ｏ ｔ ｚ ｉ ｎ ｔ ｈ ａ ． ｍ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃａ ；Ｂ ｄ －ｎ ｗｈ ｔ ；Ａ ＮＳ ｙｗｏ ｄ ： ｒ ｏ ｙ ｉ－ ｉ ｅ ＹＳ；Ｍ ｏ ａ ｎ ｌｓｓ ｄ ｌａ ａｙ ｉ
ｌ 引
言
能等有着 十分重要 的意义
。
车身结 构模 态分 析是轿 车新产 品开发 中结 构 分析 的主要 内容 。尤其 是车 身结构 的低 阶弹性模 态， 它不仅 反映 了汽车 车身 的振动特 性 ， 且是影 而 响 车身结构 动态 强度 的关键 指标ｕ 。 ］
Ａｂ ｔａ ｔ ＡＮＳ ｏ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｅ ｔｂ ｉｈ ｔ ｅ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆｃ ｒｉ ｈ ａ ｅ．Ｊ ｄ ｉ ｇ ｓｒ ｃ ： ＹＳ ｓ ｆｗａ ｅ ｉ ｓ ｄ ｔ ｓａ ｌ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ａ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｇｎ ｓ ｎｅ ｕ
的车身模 态分 布对提 高整 车 的可 靠性 和 ＮＶＨ 性
收 稿 日期 ：０ ００— １ ２ １—３０
Ｉ Ｋ］ ［ 一 。Ｍ］Ｉ ０ ［ 一 （） ２ 解此 方程 可以得 到结构 的 ”对 特征值 和特 征 向量 ， 对应 于结 构 的频 率 和振 型 。解 广义 特 征 值
的方法主要有广义雅可 比法 ， 逆迭代法以及子空 间法 。当系统 的频 率 和振 型求 得 以后 ， 可 以使 还 用振 型迭 加法求 得 系统 响应 。对 于计算 响应 比较
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃａ ；Ｂ ｄ －ｎ ｗｈ ｔ ；Ａ ＮＳ ｙｗｏ ｄ ： ｒ ｏ ｙ ｉ－ ｉ ｅ ＹＳ；Ｍ ｏ ａ ｎ ｌｓｓ ｄ ｌａ ａｙ ｉ
ｌ 引
言
能等有着 十分重要 的意义
。
车身结 构模 态分 析是轿 车新产 品开发 中结 构 分析 的主要 内容 。尤其 是车 身结构 的低 阶弹性模 态， 它不仅 反映 了汽车 车身 的振动特 性 ， 且是影 而 响 车身结构 动态 强度 的关键 指标ｕ 。 ］
Ａｂ ｔａ ｔ ＡＮＳ ｏ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅ ｏ ｅ ｔｂ ｉｈ ｔ ｅ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｆｃ ｒｉ ｈ ａ ｅ．Ｊ ｄ ｉ ｇ ｓｒ ｃ ： ＹＳ ｓ ｆｗａ ｅ ｉ ｓ ｄ ｔ ｓａ ｌ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｄ ｌｏ ａ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｇｎ ｓ ｎｅ ｕ
的车身模 态分 布对提 高整 车 的可 靠性 和 ＮＶＨ 性
收 稿 日期 ：０ ００— １ ２ １—３０
Ｉ Ｋ］ ［ 一 。Ｍ］Ｉ ０ ［ 一 （） ２ 解此 方程 可以得 到结构 的 ”对 特征值 和特 征 向量 ， 对应 于结 构 的频 率 和振 型 。解 广义 特 征 值
的方法主要有广义雅可 比法 ， 逆迭代法以及子空 间法 。当系统 的频 率 和振 型求 得 以后 ， 可 以使 还 用振 型迭 加法求 得 系统 响应 。对 于计算 响应 比较
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。
某轿车白车身模态试验分析研究
某轿车白车身模态试验分析研究张华鑫;童敏勇【摘要】新车型的设计研发过程中应首先考虑的是白车身的动态特性，通过试验得到的动态特性参数能很大程度的改变现有新车型开发周期长、成本高的现状，从而可以尽快的发布以及上市新车型。
通过试验方法对某一款汽车的两种白车身模态进行了分析对比，得到其各项模态性能参数，通过对结果的分析为以后进一步研究白车身NVH性能提供了试验依据。
%Dynamic characteristic should be first considered in the process of design research and development for body-in-white, dynamic characteristic parametersobtained by test can greatly change the long cycle of new model development, the presentsituation ofthe high cost, which can release aswell as the listing of new models as soon as possible.In this paper, two test methodsfor a body-in-white mode are analyzed and compared, the modalperformance parameters are got, analysisof the results can provide experimental evidences for thefurther research NVH performance of body-in-white.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P107-109)【关键词】白车身;振动;频率;模态试验;结果分析【作者】张华鑫;童敏勇【作者单位】天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222;天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TK4220 引言如今在世界各汽车公司竞争日渐白热化的趋势下，有效的缩短新车型的研发，不断变更新车型研发的方式。
轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析
见 图 ９ 图 １ 。其 余 ６阶模 态为 白车身 上 极小 钣 金 ～ １
件 的局部模 态 ． 工程应 用意 义较 小 ． 在相 关性 分析 及 优化 中弃 用 。
表 ２ 白 车 身计 算 模 态 结 果
阶数 频 率 ／ Ｈｚ １ ２ ． ５８ 振 型 描 述 第 １阶扭 转
２３ 模 态 参数 辨识 结果 ． 模 态 参 数 辨 识 以传 递 函数 为基 础 ．采 用 Ｌ ＭＳ Ｔ ｓ Ｌ ｂ中 Ｐ ｌ ａ ｅｔ ａ ０ ｉ ｘ模 态 参 数 识别 方 法 ．选 取 频 带 ｙ ｎ 为 ０ １ ０Ｈ ． ～ ２ ｚ 白车身前 ６阶模 态 辨识 结果 见表 １ 本 文 只给 出图 ４ 图 ６的 白车身 整体 模态 示 意 ． 别 为 ～ 分 第 ｌ阶扭转 、 ２阶 扭转 和第 １ 弯 曲模 态 。 第 阶
除 了前 ６阶刚体 模态 ． 得低频 处共 １ 获 ２阶 白车身弹
图 ５ 第 ２阶 扭 转模 态 ２１ 年 ０１ 第 ６ 期
性 体模 态 ．其 中 ６阶整体模 态及 较 重要模 态计 算结
一 一
・
设计 ・ 计算 ． 究 ・ 研
果 及各 阶模 态 振 型描 述 如 表 ２所 列 ． ３阶整 体 模 态
Ｃｏ ｒ ｌ ｔｏ ｕｄｙ ｏ ｍ ｐｕ ｉ ｏ ｌａ ｓｉ ｇ Ｍ ｏ ｌｏ ｒＢＩ ｒ ｅａ ｉ ｎ Ｓｔ ｆＣｏ ｔｎｇ Ｍ ｄａ ｎｄ Ｔｅ ｔｎ ｄａ ｆＣａ Ｗ
Ｌ ｅ ｉ Ｗ ｎ，Ｌ ｎ Ｊｎ Ｙｏ ｇ ｅ ，Ｌ ｕ Ｊｎ ｙ ｎ ｉ Ｍｅ ｇ， ｉ ｎ ｌｉ ｉ ｉ ｇ ａ ｇ
高， 模态 振型 存在差 异
Ｉ ２． ２ １ ｄ ｌ ５ ． ｌ １： ０ ８ ｄ １ ５ ．
Ⅲ２４５７８ ¨０
轿车白车身的有限元模态与试验模态分析研究
Ｑ Ｕ Ｂ ｎ Ｈ Ｎ ａ— ｈ ｎ ， Ｈ Ｎ ｉ—ａ Ｉ ｉ，Ｚ Ａ Ｇ Ｄ ｉｓｅ ｇ Ｚ Ａ Ｇ Ｌｎ ｔｏ
（ ｅｅ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｈ ｆｉ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｈ ｆｉ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎ ｌ ， ｅｅ ２ ０ ０ ， ｈ ） ｅ ｉ Ｔ ｇ ｎ
中图分类号 ： ４ ３８ Ｕ ６ ．２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ３ ３４ （０ ８ ０ — ０ ３ ０ １７ — １２ ２ ０ ）１ ０ ２ — ３
Ｆｉ ｉｅＭ ｏ ｅ ｎ ｐ ｒｍ ｅ ｔ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｒＢｏ ｙ ｉ － ｈ ｔ ｎ ｔ ｄ ｌ ｄ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ｄ ｌ ａ Ｍ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ Ｃａ ｄ － ｎ Ｗ ｉｅ
梁 类结 构 件 ， 括前 后纵 梁 、 包 门槛 、 门柱 、 窗柱 、 后 前
风 窗上 横 梁 、 门上 横 梁 、 横梁 及 锁 板 ； 前 二是 板类 内
疲劳损 坏 ， 车身 表面保 护层 有频 率 进 行 分析 ， 以提 高
维普资讯
２０ 第 １ ０ ８年 期
农 业装 备与 车辆 工程
Ａ ＲＣ Ｌ Ｕ Ａ Ｑ ＩＭＥ Ｔ＆ Ｖ Ｈ Ｃ Ｅ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ ＩＧ Ｇ Ｉ Ｕ Ｔ Ｒ ＬＥ ＵＰ Ｎ Ｅ ＩＬ Ｎ ＩＥ ＲＮ
Ｎｏ １ ２ Ｈ８ ． ０ ０
（ 总第 １８ ） ９期
个方 面 的零部 件 的 内容 ，一是空 间基 本完 整闭合 的
烈 。 得缩 短新 车 型 的开 发周 期 和 降 低成 本 成 为 汽 使
车 丁业 发展 的必 然要 求 。 汽 车 车 身 结 构 是 一个 无 限 多 自由度 的振 动 系 统 ，汽车在 行驶 的过 程 中受 到 外界 的时 变激励 产 生 振动 。当外 界 的激振 接近 系统 的 固有频 率时将 发 生 共振 ， 产生 剧 烈振动 和 噪声 ， 会 还会 导致 部件 的早 期
白车身模态分析与对标
弹性模蠹 ／ ｉ （ Ｎ ／ ｍｍ ）
：
泊松 比
０ ３
密度 （ Ｔ ｏ ｎ ／ ｍｍ。 ）
７ ８ ５ Ｅ — — ０ ９
求Ｊ ￣ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ 体 ７ 亡 模拟．
ｒ ＿ ｌ ２
焊点
钢
Ｊ 、 Ｊ ５ ｍｍ，二 ‘ 层焊 的焊点 弘冗 、 ｒ 为 ８ ｍｍ， Ｊ Ｈ Ｒ Ｂ Ｅ ２ 死帧拟 艟终搭 ｊ Ｅ 的
４ ５ ５ ５
４ ６ ８５
５ ４１ ８
５ ３ ６ ８
７ ６ ＡＵ Ｔ ＯＴ Ｉ ＭＥ
ＡＵＴｏ ＴＥＣＨ ＮｏＬｏＧ Ｙ ｌ 一 １
● ；
■ｉ
Ｉ
时代汽乍 Ｗ Ｗ Ｗ￣ Ｎ ａ ｕ ｌ ｏ ｔ ｉ ｌ Ｔ １ ｅ Ｃ Ｏ ｌ ｉ １
图３ 整 体 一 阶 扭 转 仿 真 与 试 验 对 比
．
Ｊ １ 】 米ｉ ＇ ｔ ｆ ￣汽 的舒适件 、安 全性 ｆ ¨ ｒ 靠 义以 轿车 白车身 为研究 对象 ．对其
进 订限 屯 态 分析 ．攫取 磬敬 ， 并利用＿ 乍 『 限元 仿 仃顿牢 、振 ｊ 验结
的对怀 采验汪其有限元模 ｎ 勺 仃嫂 ．
２ 白车身有 限元模型 的建立
Ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ Ｄ ． ｍ ｃ ｚ － Ｏ Ｓ 法 对 进 ｌ ｊ 性 态 分
３ 模 态 试验 方法
㈠１ ｌ ｑ 模 态 试验 条 件为 台懈 『 ， Ｉ Ｊ 门、 车
表２ 模 态 分 析 仿 真 与试 验 对 比
频率 （ Ｈ ｚ） Ｃ Ａ Ｅ仿真
３１ ４７
Ａ ＵＴ（ ）ＴＥＣＨＮｏ Ｌｏ Ｇ Ｖ
章建军 同济大学
陈芳
林 宏 ２ ０ １ ８ ０ ４
某轿车白车身模态分析与优化
｛ （ ｙ ｆ ）＝ｆ ｘ Ｙ ｚ ｅ： Ｈ ， ，， ） ６（ ， ，） ｌ ｜ ＇
（） ３
其 中 ： ｑ 。 ，））为矢 量振 幅 ； ｛ （ ＇ｚ ｂ ， ∞ 简谐 运 动 的角 频 率 。将其 代人 （ ） 得 ： ２， 【 一∞ 】 ｂ ｅ ｐ ｉ ｉ ＝ ） Ｋ （ ｘ （ｔ Ｏ ） ｏ） （） ４ （） ５
果 精 确度 降 低 ； 删 去 对 整 体 性 能 影 响 不 大 的 小 部 ③
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 ， 体骨 架结构 由 车
车体结 构件 及 覆 盖件 焊 接 而 成 】 白车 身 的焊 接 工 。
中 图分类号 ： ４ Ｕ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ — ４４ ２ ｌ ） ３ ０ ２ － ３ １ ６ ４ ｌ （０ １ ０ － ０ ６ ０ ０
Ｍ ｏ ｌａ ａ ｙБайду номын сангаасｉ ｎｄ ｏ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｏ ａｒ ｓｂｏ ｙ—ｉ ｄａ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｐｔｍ ｚ ｔｏ ｆｃ ｄ ｎ—ｗｈ ｔ ｉｅ Ｘｉ ａ ｙ ， Ｆ ｎ ａ ａ Ｚｈ ｏ－ ｉ ｅ ｇ Ｌ ｎ—ｆｎ ａ ｇ，Ｗ ａ ｇ Ｈｏ ｇ ｉｏ，Ｈ ｕ ｎ－ｂ ｎ ｎ －ｘａ ｉＹａ ｏ
Ａ ｓｒｃ：Ｆｎ ｅ ｍ ｎ ｍ ｄｌ ｎ ｙｉｔｅｒ ｉ ｄ ｃ ｓ ｄｂ ｅｙ． ｄｆ ｉ ｌ ｎ ｍ ｅ ｃｒ ｏｙ ｉ－ ｈｔ（ Ｉ ｂ ｔ ｔ ｉｉ ｅｔ ｏａ ａ ｓ ｏ ｉ ｕｓ ｒ ｆ ａ ｎｔｅｅ ｔ ｏ ｌ ｆ ａ’ｂ ｄ－ｎ ｗ ｉ ＢＷ） ａ ｔ ｄｅ ａｌ ｓｈ ｙ ｓ ｓ ｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅ ｍｅ ｄ ｏ ａ ｓ ｅ
研 穷 与 分 析
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
于该 课 题 中 对焊 点 的处 理 。 因此 以 ２ ５ｍｍ 为设 定 单
元 尺 寸 对 白车 身进 行 网格 划 分 ，在 Ｈ Ｅ ＭＥ Ｈ 中 ＹＰ Ｒ Ｓ
进 行前 处 理 ，最 后 白车 身共 离散成 １３４ ３个 节 点 ， ５ １ １６５ ６个 单 元 ，其 中共 有 焊 点 ４８６个 。最 后 建 立 ４ ３ ２
表 ３中 车 身扭 转 是 指绕 ｚ 扭 转 ；弯 曲是 指绕 Ｙ 轴
限元软 件 中得到 广泛 地应 用 。 白车 身模 态分 析属 于基 轴 弯 曲；侧 向弯 曲是 指绕 轴 弯 曲。通 过 有 限元分 析 本振动 问题 ，模 型规 模 比较大 。对 车身 振动 贡献 主要 在 样 车试 制前 即可 预 知 白车 身 结构振 动特 性 ，根据 实
１ ２ ：３ ５：９ ４
０ ０ ２ ５ ４ １７ ．２ Ｏ ．６ ３４ ８ ．９ ５２ ６ ． ３ ６．７ ９４ Ｏ ８ ５ ２ ６ ９ ．９ｌ４ ８ ．２ ４３ ７ ．６ ６．０ ７ ８ ３ １５ ．４
测 点连线 应 能显 示 白车 身形 状 ，反 映 出振动 形态 『。 ３ ］
开 来 自路面 和发 动机 怠速 运行 的激 励频 率 。有 限元分
地板 、 顶盖 弯 曲 侧 向 弯 曲 阶 弯 曲 前部扭转 顶盖 和 行 李 箱 隔板 振 动
一
析 结果模 态振 型 图 ，如 图 ２所示 。
４６５ ４ ．０
４９ ７ ３
．．
４８ ． ．
４ 白车身模态试验验证
．
２ ８８ ８ １ １ ６ ７ ３ ．９ ２ ３ ５ ．６ ３５３ ４ ７ ２ ． ４ ．０ ０６１ ４ １７ ｌ ． ２ １ ６ ．８ ２９ ９ ．４ ４ １ ８ ． １ ５２ ７ ．８
选 在 刚度 大 的车头 位 置 （ 车身 前横 梁处 ）；双 点激振 下 ，一个 激 振点 在车 身 前横 梁 处 ，另一 个激 振 点在
柱 上 ，激振 器 与车 身紧 固连接 。 按 照 事先 画好 的车 身线 框 图 ，将 其 导入 到模 态分
ａ 第 １阶 振 ຫໍສະໝຸດ １ ＮＯＤＡＬ Ｓ ＵＴ１ ０Ｌ ０Ｎ
析 软件 中，定 义好 车身 几何 点 ， 同时根据 车 身实 际结
＾ Ｎ ２ ２ ０ ０ ０ ７
构 状况 确 定所有 测 点 。一般 都应 选外 力 作用 点、 重要 响应 点 、部件 或 结构 的交 联 点等位 置 作为测 点 ，所布
Ｕｎｙｎ ｔ ｃ（ 对称 方法 ）及 Ｄ ｍｐ ｄ （ ｓｒｍｅ ｉ 非 ｒ ａ ｅ 阻尼法 ） 。
从 表 １可 以看 出，在 白车 身建 模过 程 中，节 点耦
合 方 式 的模 拟 方 式 因其 参 数较 易确 定 、适 用 于 大 量 的均布 焊 点及适 用 于位移 约束 的承 载方 式等 特性 而用
文 章采用 单 点激 振和 多 点激 振 ２种 方 式 ，选择 单 向和 三 向传感 器 ，采 用 了伪 随机激 励和 正 弦扫 频测 试 。车
ｂ 第
使用 何种 模态 提取 方法 主要 取 决于模 型大 小和 具体 的 应 用场 合 。各 种模态 提 取方 法 的使用 环境 及其 比较 ，
如 表 ２所示 。
表２ ＡＮＳ ＹＳ中常 用 的 模 态 提 取 方 法
文 章 中采 取 Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ ，该 方 法在 许 多有 ｌｃ ａ ｃｏ 法
表 ３ 有 限元 模 态 分 析 值
２ ．２ ８０ ３ ３ ．０ ２９ ４ ３ ．８ ８０ ８
４ ．６ １】 ２
之 问 ， 由以上分 析 结果 可知 ，前 ６阶模 态较 为理 想 ，
Ｈｚ
低 阶 振 型 频 率 分布 合 理 ， 基频 为 ２ ．２ ，可 以避 ８ ３Ｈｚ ０
运 行 的激励 频 率 ；其余 模态 频率 应尽 可 能避开 发动机
在 常用 工况 下 的激励 频 率 ；车身 变形模 态 应尽可 能 的 光 滑和 协调 。 样车 的发 动机 怠速频 率在 ２ ～ ２ ． Ｈｚ 该 ４ ６５
３ 模 态 分析 结果
１ ）使用 Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ 对模 态参 数进 行提 取 ， ｌｃ ａ ｃｏ 法 得 到的模 态频 率值 ，如表 ３所 示 。
白车身 模态 试验 是 在专 用 吊架上 完 成 的，测试 采 用 自由模态 方 式 。具体 方法 ：用 ４根 橡 皮绳将 其 悬挂 在模 态 试验 专用 吊架 上 ，使 车身 处于 自由状态 ，整 个
悬 挂 系 统 固有 频 率 低 于 ２Ｈ 。单 点激 振 下 ，激 振 点 ｚ
Ｓ ＭＸ ＝ ． ６ ０ ７４ ４
在于低 阶模 态 ｆ，同 时考虑 到 消除 刚体模 态 ，故文 章 际使用 要 求就 可对 其进 行评 价 。通 常 ，车身 的低阶 频 ２ ］
在 Ａ ＹＳ计 算 中提 取 前 ６阶进 行 计算 ， 并设 定提 取 率应 高于 非悬 挂质量 的固有 频率 ，且 远离 发动机 怠速 ＮＳ 初 始频 率为 １ ｚ 以消 除模 型 的刚体模 态 。 ， Ｈ
表１多种模拟焊点的方法 对比
的有 限元模 型 ，如 图 １ 示 。 所
图 １ 有 限 模 型
２ 模 态 分析在 ＡＮＳ ＹＳ中的实现
在 Ａ ＹＳ中模 态 分析 属 于 线性 分 析 ，分析 过 程 ＮＳ 中 必 须 指 定 材 料 的弹 性 模 量 和 密 度 ， 同时 材 料 的 非 线 性 性 质 将 被 忽 略 。在 ＡＮＳ Ｓ中， 模 态 分 析 方 法 Ｙ 有 ６种 ：Ｓ ｂ ｐ ｃ （ ｕ ｓａｅ 子空 间法 ）、Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ 、 ｌｃ ａ ｃｏ 法 Ｐ ｗｅＤｙ ａ ｃ 动 态 能量法 ）、Ｒ ｄ ｃ ｄ（ 减法 ）、 ｏ ｒ ｎ ｍｉｓ（ ｅｕｅ 缩
元 尺 寸 对 白车 身进 行 网格 划 分 ，在 Ｈ Ｅ ＭＥ Ｈ 中 ＹＰ Ｒ Ｓ
进 行前 处 理 ，最 后 白车 身共 离散成 １３４ ３个 节 点 ， ５ １ １６５ ６个 单 元 ，其 中共 有 焊 点 ４８６个 。最 后 建 立 ４ ３ ２
表 ３中 车 身扭 转 是 指绕 ｚ 扭 转 ；弯 曲是 指绕 Ｙ 轴
限元软 件 中得到 广泛 地应 用 。 白车 身模 态分 析属 于基 轴 弯 曲；侧 向弯 曲是 指绕 轴 弯 曲。通 过 有 限元分 析 本振动 问题 ，模 型规 模 比较大 。对 车身 振动 贡献 主要 在 样 车试 制前 即可 预 知 白车 身 结构振 动特 性 ，根据 实
１ ２ ：３ ５：９ ４
０ ０ ２ ５ ４ １７ ．２ Ｏ ．６ ３４ ８ ．９ ５２ ６ ． ３ ６．７ ９４ Ｏ ８ ５ ２ ６ ９ ．９ｌ４ ８ ．２ ４３ ７ ．６ ６．０ ７ ８ ３ １５ ．４
测 点连线 应 能显 示 白车 身形 状 ，反 映 出振动 形态 『。 ３ ］
开 来 自路面 和发 动机 怠速 运行 的激 励频 率 。有 限元分
地板 、 顶盖 弯 曲 侧 向 弯 曲 阶 弯 曲 前部扭转 顶盖 和 行 李 箱 隔板 振 动
一
析 结果模 态振 型 图 ，如 图 ２所示 。
４６５ ４ ．０
４９ ７ ３
．．
４８ ． ．
４ 白车身模态试验验证
．
２ ８８ ８ １ １ ６ ７ ３ ．９ ２ ３ ５ ．６ ３５３ ４ ７ ２ ． ４ ．０ ０６１ ４ １７ ｌ ． ２ １ ６ ．８ ２９ ９ ．４ ４ １ ８ ． １ ５２ ７ ．８
选 在 刚度 大 的车头 位 置 （ 车身 前横 梁处 ）；双 点激振 下 ，一个 激 振点 在车 身 前横 梁 处 ，另一 个激 振 点在
柱 上 ，激振 器 与车 身紧 固连接 。 按 照 事先 画好 的车 身线 框 图 ，将 其 导入 到模 态分
ａ 第 １阶 振 ຫໍສະໝຸດ １ ＮＯＤＡＬ Ｓ ＵＴ１ ０Ｌ ０Ｎ
析 软件 中，定 义好 车身 几何 点 ， 同时根据 车 身实 际结
＾ Ｎ ２ ２ ０ ０ ０ ７
构 状况 确 定所有 测 点 。一般 都应 选外 力 作用 点、 重要 响应 点 、部件 或 结构 的交 联 点等位 置 作为测 点 ，所布
Ｕｎｙｎ ｔ ｃ（ 对称 方法 ）及 Ｄ ｍｐ ｄ （ ｓｒｍｅ ｉ 非 ｒ ａ ｅ 阻尼法 ） 。
从 表 １可 以看 出，在 白车 身建 模过 程 中，节 点耦
合 方 式 的模 拟 方 式 因其 参 数较 易确 定 、适 用 于 大 量 的均布 焊 点及适 用 于位移 约束 的承 载方 式等 特性 而用
文 章采用 单 点激 振和 多 点激 振 ２种 方 式 ，选择 单 向和 三 向传感 器 ，采 用 了伪 随机激 励和 正 弦扫 频测 试 。车
ｂ 第
使用 何种 模态 提取 方法 主要 取 决于模 型大 小和 具体 的 应 用场 合 。各 种模态 提 取方 法 的使用 环境 及其 比较 ，
如 表 ２所示 。
表２ ＡＮＳ ＹＳ中常 用 的 模 态 提 取 方 法
文 章 中采 取 Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ ，该 方 法在 许 多有 ｌｃ ａ ｃｏ 法
表 ３ 有 限元 模 态 分 析 值
２ ．２ ８０ ３ ３ ．０ ２９ ４ ３ ．８ ８０ ８
４ ．６ １】 ２
之 问 ， 由以上分 析 结果 可知 ，前 ６阶模 态较 为理 想 ，
Ｈｚ
低 阶 振 型 频 率 分布 合 理 ， 基频 为 ２ ．２ ，可 以避 ８ ３Ｈｚ ０
运 行 的激励 频 率 ；其余 模态 频率 应尽 可 能避开 发动机
在 常用 工况 下 的激励 频 率 ；车身 变形模 态 应尽可 能 的 光 滑和 协调 。 样车 的发 动机 怠速频 率在 ２ ～ ２ ． Ｈｚ 该 ４ ６５
３ 模 态 分析 结果
１ ）使用 Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ 对模 态参 数进 行提 取 ， ｌｃ ａ ｃｏ 法 得 到的模 态频 率值 ，如表 ３所 示 。
白车身 模态 试验 是 在专 用 吊架上 完 成 的，测试 采 用 自由模态 方 式 。具体 方法 ：用 ４根 橡 皮绳将 其 悬挂 在模 态 试验 专用 吊架 上 ，使 车身 处于 自由状态 ，整 个
悬 挂 系 统 固有 频 率 低 于 ２Ｈ 。单 点激 振 下 ，激 振 点 ｚ
Ｓ ＭＸ ＝ ． ６ ０ ７４ ４
在于低 阶模 态 ｆ，同 时考虑 到 消除 刚体模 态 ，故文 章 际使用 要 求就 可对 其进 行评 价 。通 常 ，车身 的低阶 频 ２ ］
在 Ａ ＹＳ计 算 中提 取 前 ６阶进 行 计算 ， 并设 定提 取 率应 高于 非悬 挂质量 的固有 频率 ，且 远离 发动机 怠速 ＮＳ 初 始频 率为 １ ｚ 以消 除模 型 的刚体模 态 。 ， Ｈ
表１多种模拟焊点的方法 对比
的有 限元模 型 ，如 图 １ 示 。 所
图 １ 有 限 模 型
２ 模 态 分析在 ＡＮＳ ＹＳ中的实现
在 Ａ ＹＳ中模 态 分析 属 于 线性 分 析 ，分析 过 程 ＮＳ 中 必 须 指 定 材 料 的弹 性 模 量 和 密 度 ， 同时 材 料 的 非 线 性 性 质 将 被 忽 略 。在 ＡＮＳ Ｓ中， 模 态 分 析 方 法 Ｙ 有 ６种 ：Ｓ ｂ ｐ ｃ （ ｕ ｓａｅ 子空 间法 ）、Ｂ ｏ ｋＬ ｎ ｚ ｓ 、 ｌｃ ａ ｃｏ 法 Ｐ ｗｅＤｙ ａ ｃ 动 态 能量法 ）、Ｒ ｄ ｃ ｄ（ 减法 ）、 ｏ ｒ ｎ ｍｉｓ（ ｅｕｅ 缩