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1、·设计开发·基于有限元的某轻型载货汽车驾驶室地板结构开裂分析与改进王浩（江淮汽车股份有限公司技术中心）【摘要】对某轻型载货汽车驾驶室进行模态试验，并在ANSA中建立有限元模型，在hypermesh中进行模态仿真，同时与试验结果进行对比以验证模型的有效性。建立了整车有限元模型，在4种工况下对驾驶室地板开裂处进行强度分析，得出与可靠性试验相同的结论，并提出改进措施。再次进行仿真计算，通过比较结构改进前、后的计算结果可知，地板开裂处的强度明显提高。主题词:轻型载货汽车驾驶室地板有限元强度分析中图分类号:U463.81文献标识码:A文章编号:1000-3703（2015）08-0006-04Analy
2、sisandImprovementofALightTruckCabFloorCrackingBasedonFiniteElementWangHao（JianghuaiAutomobileCo.,LtdTechnologyCenter）【Abstract】Modaltestiscarriedouttoalighttruckcab,andfiniteelementmodelisbuiltinANSA,modalsimulationismadeinhypermesh,whicharethencomparedwithtestresultstoverifyvalidityofthismodel.Vehi
3、clefiniteelementmodelisbuilt,andstrengthanalysisismadetocabfloorcrackinginfourconditions,andtheconclusionidenticalwithreliabilitytestisreached,correspondingmodificationisproposed.Simulativecalculationisre-made,andthecalculationresultsarecomparedwiththestructurebeforemodification,whichshowsthatthestr
4、engthatthefloorcrackingisimprovedsubstantially.Keywords:Lighttruck,Cabfloor,Finiteelement,Strengthanalysis1背景介绍某轻型载货汽车在定远试验场进行4万km可靠性道路试验中,驾驶室底板右侧纵梁上出现一处锈蚀，除去纵梁锈蚀表面发现，驾驶室地板纵横梁搭接处开裂如图1所示。在开裂部位均满足料厚、材质、焊接质量等标准情况下,初步怀疑该搭接处设计不合理，车辆图1驾驶室地板纵横梁搭接处开裂在颠簸路面行驶，驾驶室受力集中，导致此梁搭接处开2驾驶室模态试验与仿真分析裂。为了解决开裂问题及验证初步判断,首先进
5、行模态试验,以判断驾驶室基频和路面不平度激励频率是2.1模态试验方法否相近。同时，以试验模态来验证驾驶室有限元模型驾驶室悬挂点选择在驾驶室门及门锁安装位置；驾的有效性，确定车身结构受载状况,再进行整车结构强驶室采用自由悬挂方式，即用4根橡皮绳将其悬挂在模度性能分析,重点关注驾驶室地板结构开裂处在各工态试验专用吊架上，使车身处于自由状态，整个悬挂系况下的应力分布,确定地板开裂原因,并提出改进方案,统固有频率低于2Hz；激励点选在驾驶室前、后支撑安以避免产品设计改进的盲目性。装点，采用2个电动激振器激励，激振信号采用随机猝-6-汽车技术·设计开发·发信号；数据采集方式采用多点全相干激振方法，即设单
6、元11311个，实体单元1156个，焊点2661个，螺栓置数据采集为2点激振下的三向传感器测试。试验原403个。理如图2所示。表1驾驶室模态试验结果阶数频率/Hz振型描述激振器功率放大器激振信号发生器128.41阶扭转力传感器240.71阶弯曲345.9弯扭组合驾驶室461.8地板及顶盖弯曲569.6顶盖局部模态加速度传感器679.9后围局部模态数据采集前端模态测试分析系统模态参数Z图2模态试验原理XY2.2试验模型的建立测点选择原则是既能清楚反映整体振动模态，又能避免空间混叠，因此应均匀分布，在重点考察区域可以选择多处响应点。根据测点位置坐标建立模态测试试验模型，把驾驶室分成2个部分，共建立
7、131个测试点，试验模型如图3所示。运用坡度计和水平角度仪测量图4驾驶室1阶扭转模态各几何点与传感器之间的角度关系，将每一个测点的ZX、Y和Z方向与传感器的X、Y和Z方向对应。试验重点XY关注频率在100Hz以下的模态参数，确定信号的分析频带宽度为256Hz；为了降低测试中噪声的影响，采用平均技术来降低随机误差，平均次数为30次。图5驾驶室1阶弯曲模态图3驾驶室模态试验模型2.3驾驶室模态仿真与模
