基于的汽车燃油箱的动态特性分析

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1、万方数据·机械研究与应用·2012年第6期(总第122期)应用与试验基于HyperWorks的汽车燃油箱的动态特性分析张奕，尹辉俊(广西工学院机械工程系．广西柳州545006)摘要：采用现代化设计手段，利用有限元方法，针对某型汽车燃油箱进行模态分析，得到其前四阶固有频率和振型，将模态分析结果与汽车燃油箱台架振动试验中出现的问题进行对比，找出燃油箱的薄弱环节，为汽车燃油箱的设计修改提供理论参考依据，关键词：燃油箱；有限元方法；模态分析中图分类号：U463．1文献标识码：A文章编号：1007-4414(2012)06-0109-02Analysisoffu

2、eltankofcardynamicbasedonHyperWorksZhangYi．YinHui—jun(Departmentofmechanicalengineering，Guangxiuniversityoftechnology，LiuzhouGuangxi545006，China)Abstract：Inthispaper，usingmoderndesignmethodandfiniteelementmethod，themodelanalysisforonetypeofautomo—bilefueltankistaken．Thefirst4nat

3、uralfrequenciesandmodeshapesaregot．Comparingthemodalanalysisresultswithau—tomobilefueltankframevibrationtestresults，theweaklinksofthefueltankarepointedout，whichcanprovidetheoreticalreferenceforthedesignandmodificationofthefueltank．Keywords：fueltank；finiteelementmethod；modelanaly

4、sisl引言汽车燃油箱是燃油供给系统的关键部件，其性能的优劣直接影响到汽车行驶的安全性，一般传统的设计方法需要多次试制样件及漫长的设计修改过程，造成人财物及时间的大量消耗。本文利用有限元分析软件HyperWorks，对某企业设计的汽车燃油箱模型进行了模态分析，得到前四阶的固有频率和振型并进行分析，找出燃油箱的薄弱环节，为结构优化设计提供理论参考依据。2模态分析的理论基础结构动力学分析的基础是模态分析，其本质就是将弹性连续体的振动问题，离散为以有限个节点位移为广义坐标的多自由度系统的振动问题，其运动特性的微分方程应表示为H1：【／l幻{z)+【网{戈)=

5、0(1)式中：【蜘为构件的总体质量矩阵；【朗为构件的总体刚度矩阵；{x)为节点位移列阵；{戈}为节点位移对于时间的二阶导数。式(1)的解可假设为如下形式：{戈}={咖}sinto(f—to)(2)式中：{咖}为rt阶向量；to为向量西的振动频率；t为时间变量；％为由初始条件确定的时间常数。将式(2)代入到式(1)中，得到特征方程如下：([K卜t02[肘]){咖}．o(3)求解上式方程可以确定西和to，得出凡个特征解：(toj，咖。)，(to；，咖：)，．．．，(to：，咖。)(4)特征值to。，to：⋯．，to。表示构件的凡个固有频率，又称为特征频率，

6、且满足：0≤∞l

7、Works的前处理工具HyperMesh中，抽取中面，利收稿日期：2012-11-02作者简介：张奕(1985一)，女，陕西西安人，在读硕士，研究方向：机械CAD／CAE,／CAM。·109·万方数据应用与试验2012年第6期(总第122期)·{}『I械研究与应用·用HyperMesh的几何清理功能对几何模型进行简化∽，得到简化后的数模，如图l所示。3．2网格划分由于汽车燃油箱为薄壁结构，采用4节点的2D壳单元对几何模型进行网格离散，得到有限元模型如图2所示。其单元数为47049个，节点数为47569个。3．3参数设置该油箱采用材料为模具钢DC56，上

8、箱厚度0．8Him，下箱厚度1mm，材料屈服强度为170MPa，弹性模量2．1×105MPa，