基于HyperWorks的汽车燃油箱的动态特性分析

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1、·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—02Analysisoffueltankofc

2、ardynamicbasedonHyperWorksZhangYi，YinHui—jun(Departmentofmechanicalengineering，Guangxiuniversityoftechnology，LiuzhouGuangxi545006，China)Abstract：Inthispaper，usingmoderndesignmethodandfiniteelementmethod，themodelanalysisforonetypeofautomo—bilefueltankistaken．Thefirst4naturalfrequencie

3、sandmodeshapesaregot．Comparingthemodalanalysisresultswithau—tomobilefueltankframevibrationtestresults，theweaklinksofthefueltankarepointedout，whichcanprovidetheoreticalreferenceforthedesignandmodificationofthefueltank．Keywords：fueltank；finiteelementmethod；modelanalysisl引言求解上式方程可以确定和O9

4、，得出n个特征解：汽车燃油箱是燃油供给系统的关键部件，其性能(o9，咖。)，(，z)，⋯，(O9：，咖)(4)的优劣直接影响到汽车行驶的安全性，一般传统的设特征值O9，O9。⋯．，表示构件的个固有频计方法需要多次试制样件及漫长的设计修改过程，造率，又称为特征频率，且满足：成人财物及时间的大量消耗。本文利用有限元分析0≤】

5、，2⋯．，n)供理论参考依据。模态分析是结构动力学分析的基础，它的实质是求2模态分析的理论基础解外载荷等于零时的动力学方程的特征值，通过求解其结构动力学分析的基础是模态分析，其本质就是特征值就可得出多阶固有频率和其相应的振型。将弹性连续体的振动问题，离散为以有限个节点位移3汽车燃油箱的模态分析为广义坐标的多自由度系统的振动问题，其运动特性燃油箱的破坏主要是由振动引起的疲劳破坏，而的微分方程应表示为¨J：模态分析是研究振动的基础，通过研究燃油箱的固有频率和振型，可以了解燃油箱在振动时的薄弱环节。[】<)+[KI)=0(1)3．1导入文件及几何清理式中：[为构件的总

6、体质量矩阵；【为构件的总体刚度矩阵；)为节点位移列阵；{}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：{}={西}sino9(t-t。)(2)图1燃油箱几何模型图2燃油箱的有限元网格模型式中：{}为n阶向量；o9为向量的振动频率；t为时间变量；为由初始条件确定的时间常数。将汽车燃油箱的三维CAD几何数模导人到Hy—将式(2)代入到式(1)中，得到特征方程如下：perWorks的前处理工具HyperMesh中，抽取中面，利([K]一O9z[]){}=0(3)收稿日期：2012一l1—02作者简介：张奕(1985一)，女，陕西西安人，在读硕士，研究方

7、向：机械CAD／CAE／CAM。·109··机械研究与应用·2012年第6期(总第122期)应用与试验真实接触面积，A。=()F：(h／o")；为极限摩对油膜运动状态的影响，忽略了摩擦副间的摩擦，仅擦系数。适用于理想情况下的油膜运动状态；②式(12)、(16)、(19)、(20)分别为流体负荷容量和接触突起产流体及接触突起产生的综合摩擦力为：生的力及力矩，考虑了摩擦副的表面粗糙度对油膜运～，ZAr2盯二一FrJJ。{r一sign(z)7-)ddz(9)动状态的影响，符合真实的油膜运动状态。上述结论由参考文献[6]中的轴向柱塞泵油膜这里sign(Z)在Z>0时取+

8、1，Z<0时取一l。若摩