某重型卡车白车身模态分析
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。
白车身模态灵敏度分析及厚度优化

零件
护板 行李箱罩支撑 后备箱门闩盖
管路_07 后顶管 后支架 后背门门闩底板 后背门门闩底板 管路_06
右A柱 左后支架 左斜底梁 左斜底梁 右A柱下护板 右端盖 左A柱下护板 左端盖
Sensitivity
0 -0.05
-0.1 -0.15
-0.2 -0.25
-0.3 -0.35
-0.4 -0.45
白车身模态灵敏度分析及厚度优化:弯曲模态灵敏度
Variable
变量
d224 d513 d449 d384 d353 d23 d138 d421 d243 d464 d440 d119 d102 d33 d527
通过对白车身535个零件模态灵敏度分析底梁对于重量、扭转模态、
弯曲刚度的灵敏度影响较大;
底板对于重量灵敏度的影响较大;
分析目标: 设计变量: 变量范围: 约束条件:
评价指标:
白车身重量最小
白车身535个零件厚度
初始厚度±20% 一阶扭转及一阶弯曲模态频率达标,弯曲和扭转 刚度大于目标值 若目标件的灵敏度在多个变量中排名前20,则 不建议改动
d369 d314 d284 d359 d483 d504 d172 d247 d472 d171 d264 d30பைடு நூலகம் d499 d184 d484
中横梁 中前底横梁 左斜底梁
后墙 左A柱螺柱管 右A柱螺柱管
A柱横梁 右斜底梁 前下方设备面板 后支架
右A柱 中横梁 右A柱下护板 左斜底梁 左A柱下护板
底部内部构件 右上端缓冲装置 左侧撞击连接护板
左变速器通道 右变速器通道 保险杆支撑 保险杆支撑
d247 d360 d239 d235 d448 d301 d246 d264 d302 d184 d284 d499 d231 d484 d299
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作者:谢小平,韩旭,陈国栋,周长江来源:《湖南大学学报·自然科学版》2010年第05期摘要:以某商用车驾驶室白车身为原型,利用模态分析方法对其动力学特征参数进行分析.在理论(正问题)和实验(反问题)两个互补的模态分析过程中,利用有限元模型进行理论模态分析,为实验模态分析的实施打下良好基础.分别采用最小二乘复指数法(LSCE)和最小二乘复频域法(LSCF)进行实验模态分析,得到各阶模态振型并对理论分析的结果进行修正.经过两种结果的比较和分析,最终得出准确的模态分析结果并对白车身原型提出改进意见.生产厂商依据改进意见进行工艺改进,通过用户实际使用证实了改进方案的有效性和正确性.关键词: 商用车驾驶室;白车身;有限元;实验模态分析;LSCE;LSCF中图分类号:TH113.1文献标识码:AModal Analysis of Commercial Vehicle Cab’s Body-in-WhiteXIE Xiao-ping+, HAN Xu, CHEN Guo-dong, ZHOU Chang-jiang(State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Faculty of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha, 410082)Abstract: The theory modal analysis (TMA, forward problem) and experimental modalanalysis(EMA, inverse problem) methods are both used to analysis dynamics characteristic parameters of one commercial vehicle cab’s body-in-white. Finite element modal analysis is carried out to get mode shape and lay down well basis to experimental modal analysis in TMA process. In EMA process, LSCE(Least Squares Complex exponent method) and LSCF (Least Squares Complex Frequency Domain method) methods are used to get mode shape and modify TMA results. With comparison to all results, the accurate conclusion can be reached and improvement opinion is brought forward to the prototype. The improvement projection was proved to be effective by consumers’utilization after manufacturer put it into applications.Keywords: commercial vehicle cab’s bod y-in-white; finite element method; experimental modal analysis; LSCE; LSCF车辆在行使的过程中常因路面不平,车速和运动方向的变化,车轮、发动机和传动系的振动激励,以及齿轮的冲击等各种外部和内部激励,极易引起整车和局部振动。
车辆白车身DFMEA分析范例

车身工程中心编制人:新严重度新频度新探测度新风险顺序数1零部件无法安装1车身数据未符合边界要求5按《白车身孔位描述书》和《零部件边界条件确认表》进行数据检查152车身无法焊装、车身运动干涉、车身异响、用户抱怨1三维数据检查未全面检查、运动校核未考虑实车精度、相关零部件未考虑到位5按《白车身自相关检查表》和《车身运动件运动校核检查表》进行数据校核6303整车外观效果差,无法满足客户需求,影响销售4设计间隙、面差不合理;装调不到位;公差分配不合理;定位方式设置不合理6参照相关车型合理设置DTS定义值,合理设置公差,合理设置定位方式6144数模校核,定位方案确定车身4增加模具费用,增加整车成本,影响利润1设计结构时未考虑后期开发车型的共用性5编制车身开发模块化说明,预先设计拓展车型结构方案6305零部件冲压起皱,翻边开裂,尖角争料,产品结构弱,易变形,尖角拉延破裂冲压负角,件拉延开裂,模具上修边刃口强度不足,影响车身性能5冲压SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构6120SE分析车身/制造6车身焊接操作性差,工人抱怨、生产率低,焊接效果差,影响车身性能5焊装SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,合理布置焊点位置及层次2407车身电泳底漆厚度不均匀、部分区域未充分覆盖底漆、车身锈蚀、影响整车寿命5涂装SE分析未到位,钣金结构不合理4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,保证涂装效果2408总装件无法安装;车身总装操作性差,工人抱怨、生产率低;零部件维修操作性差5总装SE分析未到位未分析可维修性4按《白车身SE审查报告》进行反馈及数模修改,合理设计钣金结构,合理考虑安装操作空间,进行安装虚拟验证2409影响用户乘车舒适性,影响内部载货空间,用户抱怨3未合理设计钣金结构,钣金侵占内部空间6进行CAE分析,在保证车身性能、安装结构的前提下尽量增大内部空间,可对比标杆设计7126初期确定目标值,后期按照执行,尽量加大内部空间车身/整车10影响用户乘车舒适性,影响内部装卸货方便性,用户抱怨3未合理设计钣金结构,未按人机要求设计6按人机要求设计数据,在保证车身性能、安装结构的前提下尽量改善,可对比标杆设计6108方案阶段确定各相关尺寸,保证后期数据满足要求。
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。
商用车白车身焊点模拟对模态分析的影响研究

商用车白车身焊点模拟对模态分析的影响研究鞠道杰;徐延海;朱鹏兴;李升亚;李科旗【摘要】The effect of spot weld modeling on modal analysis was investigated for the finite element modal analysis of commercial vehicle cab by applying typical spot weld modeling methods ( RBE2、CDELD, ACD) based on a commercial vehicle’s body-in-white cab. Firstly, the characteristics of three typical methods of spot weld simulation methods in finite element analysis were described in detail. Based on this, the finite element model of the cab was built and the modal characteristics of the body-in-white cab were obtained. Furthermore, single point excitation method was adopted to test for for modal analysis and modal parameter identification of the body-in-white cab by using DHDAS dynamic signal acquisition and analysis system. By comparative analysis, the accuracy of three typical spot weld simulation methods was discussed. The results show that the flexible element spot weld modeling is more accurate than rigid element spot weld modeling. Meanwhile, the two flexible spot modeling elements CWELD and ACM have the equivalent model precision with the error of the simulation less than 2. 5% . Finally, the viability of using CWELD in spot weld modeling is confirmed by the application of error function. These results provide options of spot weld modeling for improving the finite element modeling quality of Commercial vehicle cab effectively.%针对商用车驾驶室有限元模态分析中如何选择点焊模拟方式来建立有限元模型这一问题,以某重型商用车驾驶室白车身为研究对象,分析了RBE2、CWELD和ACM等几种典型的焊点模拟方式对其模态分析的影响.首先,阐述有限元分析中3种焊点模拟的典型方法,并较详细地说明3种焊点模拟方法的特点,以此为基础建立某型商用车驾驶室白车身有限元模型并进行模态分析,得到该白车身驾驶室的模态特征,再利用DHDAS动态信号采集分析系统,采用单点激励法对该驾驶室白车身进行模态试验及模态参数识别,并通过对比分析讨论了3种焊点模拟方式的精度.结果表明,柔性单元模拟焊点比刚性单元模拟更为准确,CWELD和ACM两种柔性单元模拟结果误差在2. 5%以内,具有等效模型精度.引用误差函数验证了CWELD单元模拟焊点的有限元模型的可靠性.研究结果可为有效提高商用车驾驶室有限元建模质量提供了焊点模拟方式的选择参考.【期刊名称】《广西大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(043)003【总页数】10页(P916-925)【关键词】商用车;白车身;焊点模拟;模态分析【作者】鞠道杰;徐延海;朱鹏兴;李升亚;李科旗【作者单位】西华大学汽车与交通学院,四川成都 610039;西华大学汽车与交通学院,四川成都 610039;汽车测控与安全四川省重点实验室,四川成都 610039;西华大学汽车与交通学院,四川成都 610039;西华大学汽车与交通学院,四川成都610039;西华大学汽车与交通学院,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】U463.810 引言商用车驾驶室白车身为典型的点焊结构,焊点的数量与布局对白车身的结构性能有很大影响。
某SUV白车身模态分析及优化设计

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。
白车身模态分析流程、建模指导书及标准

Hex mesh
Tet mesh example:
Free edge display
Free edge display* after
before equivalencing equivalencing
Solid line indicates only one tet
网格划分Advanced Surface Mesher
➢ Benefits
➢ Drastically reduce analysis modeling time
➢ the same part can now be meshed in less than a minute ➢ originally, it would take at least 30 minutes
Company Confidential
User Scenario 1
➢Pseudo surface cleanup
➢Create congruent meshes (based on user defined tolerance)
➢ Select initial tri-mesh ➢ Set tolerance to .1
DISTORTION CHECK OF HEX ELEMENTS
Object: The Test Option
gives an
overview for the current group
Company Confidential
TYPICAL VERIFY FORM
Aspect
Company Confidential
Company Confidential
焊点的连接方式
- 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)。
鲨丛rr 盐窒e Dna e c se h is g
某重型卡车 白车身模态分析
邓 超
西安 7 00 ) 120 ( 陕西重 型汽 车有 限公 司 陕西
摘
要 :在 汽车 结构 设计 中,为了避 免弹性 体 产生共 振 问题 ,需要适 当提 高低 阶 固有频 率 ,做好 频率分
布 规划 。白车身 系统 可 以看 成 是一个 多 自由度 的振动 系统 , 态分析 可 以帮助 我们 了解 结构 自身 的基本 模 振 动特 性 。本文 以某重 型卡 车 白车身 为研 究对象 ,利用 有 限元软 件 R dos 行模 态计 算 ,然后 与基 于 ais 进
o efn t lm e tsm u ain, n eul dt eg ia c ft ed sg fc bn. ft ieee n i lto a dt r s t ha u d n eo e i o a i h i he s h h n
K e wo d: c bi y r a n; m o l fn t l m e t ts da ; i iee e n ; e t
引 言
模 态分 析 一 般用 于 确 定 设计 结 构 或机 械 部 件 的振
承 受动 态载荷 设 计 中重要 参数 , 是谐 响应分 析 、 也 瞬
认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的。
1 、模 态分 析 的有 限 元 法
动特 性 ,即确 定结构 的固有 频 率和振 型( 模态 ) ,它 们是 11 结构 离散 化 . 该 步骤 与静 力分 析完 全相 同 , 是 由 于两者 分析 内 只
丽
没 汁研 究
— 一
瑟
( 4)
12 单 元 分 析 .
=
单元 分 析 的任 务 仍是 建立 单元特 性 矩 阵 , 形成 单元
将 式 (一) 3 1、式( ) 式(—) 32和 33代入 式(—) 34 并整理 , 可
特性方程 。 在动态分析中, 除刚度矩阵外, 单元特性矩 得单 元运 动方程
阵还 包括 质量 矩 阵和 阻尼矩 阵 。 用虚 位移 原 理建 立单 采
元 特 性矩 阵 。 动载 荷 作用 下 ,对 于任 一瞬 时 ,设 单元 在
De g Ch o n a
Sh a xi a y Du yAu o b l . d an He v t t mo ie Co , Lt
Ab t a t I v h cesr c r e in,n o d rt r v ntheea t o og n r t s n nc r b e , t e d dt s r c : n e il tu W. d sg i r e p e e lsi b dyt e e aer o a ep o lm in e e o e o t c e
L et a MST s L b的模 态 试验 结果进 行对 比,验证 有 限元 仿 真计算 的精 确性 , 白车 身 的设 计 具有重 要 的指 . 对
导意 义 。
关键 词 :白车 身 ;模 态 ;有 限元 ;试验 M o l n l sso heCa n o e v da a y i n t bi fH a y Dut A y
a e ee c betadte o ae i e dle sl sd nL et a , e figte rc in s sa hojc,n n cmp d t t atsr utb e MST sL bvr yn eio h t r r h r w h h mo te s a o . i h p s
i r v h o nau a e u n y a d ma e a g o  ̄e u n y d srb to p a n n .Th a i y tm a e mp o e t e lw t r lf q e c n k o d r q e c itiu in ln i g e c b n s se c n b
态 动 力学分 析及 谱分 析等其 他动 力 学分析 的起 点 。 在很 容 不 同 ,对 网格形 式 的要求有 可 能不一 样 。例 如 ,静 力 多场 合 ,模态 分析 都起 到 了举 足轻 重 的作用 。 如很多 分 析 时要 求 在 应 力集 中部位 加 密 网格 ,但 在 动态 分析 例 机 械都 必须避 免 共振 , 行 模态分 析 后 , 以了解结构 中 , 进 可 由于 固有频 率 和主振 型主 要与 结构 的质 量和 刚度 分 因此 它要 求整个 结 构采用 尽 可能均 匀 的 网格 形 的 固有 振动 频率 和形 式 ,并对此采 取 必要 的措 施 , 避免 布有 关 , 在使用 中 由于共振 的 因素 造成 的不 必要 的损 失 。 进行模 式 。 态 分 析后 也可 以了解 机械 在特 定频 率 的振动 , 工程师 使
c nsd r d a tp ed g e ffe d m ir to y tm ,a d mo a a y i a e pUSt n e sa d t a i o i e e samul l e r eo e o vb ai n s se i r n dl n a l ssc n h l ou d r t n heb sc v b a in c r ce itc f hesr cu e I t i pe, ed dm o a ac lto t d o s i e v u yc b n ir to ha a trsi so t tu t r .n s h pa rw i d l lu ai nwi Ra i s ngah a yd t a i c h us