车架主纵梁的模态分析

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1、车架主纵梁的模态分析【摘要】通过先进的有限元软件Ansys对半挂车车架主纵梁进行模态分析，得出Y车架主纵梁的固有频率和振型特征.可以通过研究汽车零部件或整车的振动情况，避开这些频率或最大限度地减小对这些频率上的激励，可以为该车的进一步研宂提供参数。关键词：车架主纵梁；有限元；模态分析【Abstract】ByadvancedfiniteelementsoftwareAnsysmainframerailsonthetrailermodalanalysis,themaindrawoftheframerailsofthe

2、characteristicsofnaturalfrequenciesandmodeshapescanbeautoparts,orbystudyingthevibrationofthevehicle,toavoidOnthesefrequenciesorminimizetheincentiveforthesefrequencies,thecarcanprovideparametersforfurtherresearch.Keywords：mainlongitudinalbeamofframe;Finiteelem

3、ent；Modalanalysiso引言车架主纵梁作为半挂车的关键部件，其结构必须有足够的静强度和刚度来达到其疲劳寿命、装配和使用的要求，同吋还应有合理的动态特性来达到控制振动与噪声的0的。在车架主纵梁结构设计中，如果只考虑结构的静强度和刚度，很可能会在设计过程中造成车架主纵梁局部结构的不合理，而导致半挂车在运行中产生共振，产生噪声。模态分析作为动态分析的基础，是动态分析的重要内容。对车架主纵梁进行模态分析以掌握车架对激振力的响应，从而对车架主梁设计方案的动态特性进行评价己经成为半挂车车架设计过程中必要的工作。1

4、车架主纵梁的模态分析1.1建模1.1.1车架主纵梁CXQ9190型半挂车的车架主纵梁主要是边梁式结构，巾2根阶梯工字型纵梁和20根折弯件的横梁组成，纵梁和横梁上还不规则的分部着许多的电线安装孔和加强块。车架主纵梁结构复杂，但是根据圣维南原理，模型的局部细小变化和改动并不影响模型总的分析结果，因此建立车架主纵梁有限元模型前对车架进行了一些简化11(1)部分离应力远的圆弧过渡简化为直角，工艺上耑要的倒角、抜模斜度等都不予考虑，这样可以减少在这些区域上的网格划分的数量，提高计算速度；(2)车架上有些构件，如凸台、销孔、

5、线路孔、吊环孔等，仅是为了满足功能要求而设置的对结构的强度没有很大的影响，可以忽略；(3)除去对车架结构应力分布不产生太大影响的工具箱和防护网等零部件［21。1.1.2坐标系的确定几何模型的建立通常有两种方法，直接利用ANSYS软件自带的CAD功能绘制车架主纵梁的几何模型，或者利用通用的CAD软件建立车架主纵梁的几何模型，然后导入ANSYS软件中。由于ANSYS软件自带的CAD绘图软件不好用，所以简单的图形可以在ANSYS中绘制，但是笈杂的几何图形一般在专门的CAD软件里绘制，然后导入有限元分析软件。本文是应用P

6、ro/E软件建立车架主纵梁的三维几何模型，然后利用Pro/E软件与ANSYS软件的接口，将车架主纵梁的三维实体模型导入到ANSYS软件中，再进行网格划分，最后建立车架有限元模型。以某重型专用半挂车的车架主纵梁为研究对象，采用直角坐.标系为车架主纵梁的基本坐标系。Y0X面取力车架主纵梁的最右侧囬，Y0Z面为车架最前端面，XOZ面収为车架主纵梁的下翼面其中Y轴正方向向上，X轴正方向指向车架主纵梁后方，Z轴正方向为车架主纵梁的左侧。车架主纵梁的三维实体模型1.1.3Pro/E软件与ANSYS软件之间的数据转换Pro/

7、E软件与ANSYS软件之间的数据转换有两种方式：一种是将三维模型的文件后缀名保存为*.Prt格式的文件或者保存为*.IGES格式的文件，利用ANSYS的File菜单中的Import命令将其三维实体模型导入；另一种是利用Pro/E软件与ANSYS软件之间的无缝接口将模型导入。前者适合导入结构简单的实体模型，后者适合导入结构复杂的实体模型［1］。当用第一种方法时，由于CAD软件与CAE软件的侧重点不同可能会出现如下问题:3］:①导入曲面数据时存在缝隙、重叠、错位等缺陷。这会影响单元的质量，严重时会导致有限元模型无法求

8、解或结果失真；边界错位引起单元扭曲，生成中.元质量不高，求解精度差。②儿何模型中通常会包含细小特征。由于生产需要，机械结构中通常包含小孔、倒角、凸台、凹槽等细小特征，在工程分析时，若过于细致地描述这些特征，要用到很多小的单元，使有限元模型的中.元尺寸变化过于急剧，导致求解时间过长，也会影响计算的精度。③软件之间接口技术的问题。接口技术的问题可能会使模型导入产生无法预知的缺