轻型载货电动汽车车架的模态分析

《轻型载货电动汽车车架的模态分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com开发研究而轻型载货电动汽车车架的模态分析陈伟李军郭超王文宾王宏雷(重庆交通大学机电与汽车工程学院重庆400074)摘要：本文以三维设计软件CATIA建立某轻型载货电动汽车车架的数模，并对车架进行模态分析，在得到车架前l0阶固有频率和固有振型的基础上，将结果与汽车受到的激励频率进行对比分析，讨论了车架与外部激励可能发生共振的情况。关键词：电动汽车；CATIA；车架；模态分析TheModalAnalysisofthelightelectrictruckFrameChenWei

2、，LiJun，GuoChao，WangWenBin，WangHongLei(MachineandAutomobileInstituteofChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074，China)Abstract：Atfirst，theCADmodeloftheframewascreatedbyCATIA．ThenthemodalanalysiswasmadebyANSYSWorkbenCh．Finally，wegotthetoptennaturalfrequenc

3、yandcorrespondingmodaltypeoftheframe，comparedwithexternalexcitationfrequencyoftheframe，anddiscussedtheconditionoftheflamemayhappenres0nance．Keywords：ElectricVehicle；CATIA；frame；modalanalysis引言1、模态分析理论基础电动汽车车架承载着电动机、蓄电池、离合器、变汽车车架是一个多自由度结构[3】。根据振动理论，速箱、转向器、非

4、承载式车身和货箱等簧上质量，还承多自由度系统以某个固有频率振动时所呈现出的振动受着传给它的各种力和力矩。汽车在行驶中常因路面不形态称为模态。此时系统各点位移存在一定的比例关平，车速和运动方向的变化，车轮、电动机和传动系统系。不论何种阻尼情况，机械结构上各点对外力的响应的不平衡，以及齿轮的冲击等各种外部和内部的激振作都可以表示成由固有频率、阻尼比和振型等模态参数组用而极易产生整车和局部的强烈振动。汽车的这种振动成的各阶振型模态的叠加[4】。模态分析的核心内容是确使汽车的动力性得不到充分的发挥，经济性变坏，同时

5、定描述结构系统动态特性的参数。还影响汽车的通过性、操纵稳定性和平顺性，甚至损坏车架作为一个多自由度系统，其运动的微分方程式汽车的零部件和运载的货物，缩短汽车的使用寿命IJJ。为：模态是振动系统特性的一种表征，它实为构成各种[M])}+[c]{文(t)}+[K】{X(t))={F(t))(1)工程结构复杂振动的最简单或最基本的振动形态。通过式中：[M]、[C]和[K]分别为弹性系统的质量矩阵、模态分析可以得到结构的固有频率和主要振型，为振动阻尼矩阵和刚度矩阵；{艾(t)}{文(t){X(t)}分别为加速度系统

6、动态设计及故障诊断提供依据，同时，它也是谐响向量、速度向量和位移向量；fF(t)}为动激励载荷向量。应分析、瞬态动力学分析和谱分析的基础[2]。在模态分析中，因结构阻尼较小，对固有频率和振丽译丽萌学兔兔www.xuetutu.com歼发研究犁影响甚微，故通常可忽略不计。在这种情况下，分析冲压件，车架材料为ST13，何25个实体单元，采Hj壳结构的固有频率与振型问题则转化为求解特征值与特单元对车架进行网格划分，网格大小为30mill，经格征向量问题。因而，基本振动方程式(1)medic(t)}化后的有限元模型

7、如图3所示。和{F(t))均为零。则得到：[M](t)}+[K]{X(t))=0(2)自由振动时，结构上各点作简谐振动，各节点位移为：{X(t))：{X。)e川(3)将式(3)代入式(2)得：([K]_∞。[M]。)=0(4)。一⋯(t)称为特征值，{x。}称为对应特征值的特征向量。图3网格化的车架有限元模型=2，(5)3、车架的模态分析既可求得系统各阶固有频率即模态频率，固有振型即模态振型。3．1车架自由模态计算结果模态分析是用于确定系统的振动特性，即结构的2、车架CAD数模及有限元模型有步页率和振型。结

8、构的振动可以表达为各阶固振型的本文所研究的车架为某公司生产的边梁式、前窄后线性组合_5J。其中低阶振型对结构的动力影响程度比尚宽的变宽结构，纵梁断面为槽型，采用异形截面设计(如阶振型人，因此，低阶振型决定r结构的动态特性。小图1，图2所示)。车架由左右纵梁、9根横梁组成，车文计算了_午=架的前lO阶振型，各阶频率值及振型分别架全长为4200film，最人宽度为l000mm，最小宽度为见图4及表2。___——．1_