利用CFAST单元模拟焊点白车身模态分析
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。
基于模态分析的白车身有限元模型ACM2焊点单元尺寸研究
基于模态分析的白车身有限元模型ACM2焊点单元尺寸研究王力【摘要】ACM2模型采用六面体单元来模拟焊核,然后将六面体的8个节点通过RBE3单元与所焊接的面片单元联结,来模拟焊点,但是关于ACM2模型中六面体单元的尺寸大小尚没有统一的标准.为了研究ACM2单元的最佳焊核尺寸和模拟精度,分别对焊核尺寸为6.0 mm、5.32 mm和4.24 mm时的ACM2单元进行探讨.分析了三种典型的钣金拼接结构,对比分析三种焊核尺寸在基础拼接结构模态分析中的分析精度,将这三种焊核尺寸应用于某A级轿车白车身有限元模型,进行模态分析并且与试验结果进行对比研究.结果表明,焊点尺寸设置为5.32 mm时可以获得最精确的分析结果.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2015(005)005【总页数】6页(P353-358)【关键词】模态分析;有限元;焊点;ACM2模型;单元尺寸【作者】王力【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东,广州511434【正文语种】中文【中图分类】U463.82+1在汽车白车身CAE分析中，焊点的模拟是一个值得研究的课题。
对于白车身而言，通常有5 000个左右的焊点，焊点的模拟精度对于整个白车身的CAE分析结果产生重要的影响[1]。
关于焊点的模拟，出现了很多模型，如CBAR、CWELD、CFAST、ACM2等 [1-2]。
ACM2模型既可以应用于Nastran的线性分析，也可以应用于Abaqus进行非线性分析，在汽车行业中应用较广泛。
为了提高CAE分析精度，技术人员和科技工作者对于焊点的模拟进行了大量的研究工作。
Palmonella等人[3]通过对一个双帽型结构进行模态有限元分析并与试验对比，研究了ACM2模型的各项参数和灵敏度。
Fumiyasu Kuratani等人[4]研究了ACM2焊点模型在结构动力学分析中的特性，通过一个焊接板研究了焊核尺寸和面片尺寸对于模态分析的影响，认为焊核尺寸和面片单元尺寸大小对于分析结果有明显影响。
白车身模态分析流程、建模指导书及标准
Deviation form basic shaped elements, i.e. taper
Curvature and singularity tests for quadratic elements Color-coding based on node or element ID numbers
Gap
NonCongruen
t Surface boundarie
s
➢ Reduce cost ➢ Increase productivity ➢ Build quality finite element models with minimal user
interaction
Company Confidential
Simplify Merge Faces Merge 16 pseudo faces into 1 face
Company Confidential
User Scenario 1
➢Additional manual mesh simplification
1 face
Company Confidential
Company Confidential
CAE模型的建立
➢根据计算机的能力和要求的精度确定合 适的网格大小，划分网格。如果机器的 能力和时间允许，可以将单元尺寸划分 的小一些（但不能太小），如可以按照 碰撞的计算要求进行划分，这样同一个 模型既能够计算模态分析，有可以模拟 碰撞.
Company Confidential
修改设计
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几何模型修正
➢ 在建立几何模型的过程中,有可能发生 几何特征缺失或者产生一些不必要的小 碎面，这些几何错误都需要进行清理， 否则会影响有限元模型的质量、计算的 精度和速度，具体的方法是进行缝合、 修补或合并。可以将N个面合并成一个 面（此种方法只限对模型质量要求不高 的情况），但关键的特征线应该保留， 如拐角、和孔等。
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。
轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析
轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析李文;李猛;金永磊;刘旌杨【摘要】以某车型白车身为研究对象进行模态试验,确定了其模态参数.建立白车身有限元模型,计算了其自由模态.通过白车身模态试验结果和计算结果对比可知,二者相关性较差.对计算模型进行灵敏度分析,确定以车身钢板厚度为修改参数修改白车身模型,修改后模型计算结果与试验结果一致性较好,可作为后续NVH仿真分析的基础模型.%In this study, the modal test of a car BIW is performed and the modal parameters are obtained. The body's FEM model is established and the free mode is computed. It is concluded by comparing the computing results and the testing results that they have poor correlation. The sensitivity analysis of FEM model is made, and the thickness of body steel plate is chosen as design parameters to modify the BIW model, and the modified computing result agrees well with test result. The modified model can be used as the basic model of subsequent NVH simulation analysis.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】5页(P34-38)【关键词】轿车;白车身;模态参数;相关性分析【作者】李文;李猛;金永磊;刘旌杨【作者单位】一汽海马汽车有限公司;一汽海马汽车有限公司;一汽海马汽车有限公司;一汽海马汽车有限公司【正文语种】中文【中图分类】U463.821 前言为了有效避开各种激励和减少NVH相关问题，要求车身结构设计时其各阶模态频率分布合理。
某轿车白车身模态仿真分析
某轿车白车身模态仿真分析田国红;齐登科;孙立国【摘要】以某国产轿车白车身为研究对象,用HyperWorks软件建立了以壳单元为主的白车身有限元模型,通过Nastran对该模型进行模态分析计算,得到白车身的各阶模态频率和模态特性.结合模态分析结果,分析汽车运行时来自于外界和内部激励源的振动,为该款车后续的动态特性改进设计提供参考.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P38-40)【关键词】白车身;Hyperworks;模态分析;激励源;有限元【作者】田国红;齐登科;孙立国【作者单位】辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121000【正文语种】中文【中图分类】U467.3关键字：白车身；Hyperworks；模态分析；激励源；有限元10.16638/ki.1671-7988.2015.10.016CLC NO.: U467.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-38-03 现代汽车可以看作一个复杂的多自由度振动系统，在受到外界激励时会产生振动。
当外界的激振源频率与汽车系统固有频率接近或相同时，会使汽车与其产生共振。
车身是轿车重要组成部分，被看作是一个连续的弹性结构系统，其固有振动频率表现为无限多的固有模态。
低阶模态多是整体振型，如整体扭转、弯曲振型；高阶模态多是一些局部的振型，如地板振型、车顶振型等。
汽车NVH性能对整车模态分布是否合理影响较大[1]，因而模态分析在汽车设计和研究过程中得到广泛应用。
模态分析技术是一门重要的工程技术，对车身结构进行模态分析在车身结构动态特性分析和结构优化方面意义重大[2]。
本文以某款轿车为研究对象，先通过对3D白车身模型的建立，然后在Hypermesh中进行有限元划分，最后在对其进行模态计算和分析。
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。
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
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。