白车身模态与传函CAE试验对比研究

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1、白车身模型CAE/试验标定研究周舟周建文邢文张军贾文宇长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆，401120摘要：车身NVH性能是车身开发中最重要的性能分析之一，而白车身有限元模型是车身NVH性能分析的基础，所以有必要针对白车身质量、试验模态和频响传递函数等对白车身有限元模型进行验证和模型更新。本文介绍了该标定流程，并对实际的白车身模型进行了标定。关键词：相关性白车身模态频响传函CAE/TestCorrelationAnalysisforBIWModeandFRFZHOUZhouZHOUJianwenXINWe

2、nZHANGJunJIAWenyuAutomobileEngineeringInstituteofChangAnAutomobileCo.Ltd，Chongqing,401120Abstract：NVHperformanceisoneofthemostimportantcharacteristicsofbodystructure.AndfiniteelementmodelofBIWisthebaseofbodyNVHanalysis.SoitisnecessarytocorrelatetheCAEmodelto

3、thetestBIWinthefieldofmass,modelandfrequencyresponsefunctions(FRFs).Inthispaper,thecorrelationprocessispresentedandappliedtoaBIWfiniteelementmodel.Keywords:CorrelationBIWModeFRF0B1前言为了提高整车的NVH性能，车身NVH分析已经成为车身开发中最重要的性能分析之一，而白车身有限元模型是后续车身刚强度和NVH分析的基础。因此，在有样车的情

4、况下，有必要针对白车身状态、质量、试验模态和频响传递函数FRF（FrequencyResponseFunction）等对白车身有限元模型进行验证和模型更新，使其更能符合实际，从而提高后续仿真分析的精度。本文首先从白车身状态、质量、模态和FRF四个方面对白车身有限元模型和试验结果进行标定，并对标定结论进行了分析和研究。1B2标定流程白车身有限元模型与试验的标定主要通过状态、质量、模态和FRF四个方面进行。白车身有限元模型状态与试验保持一致是标定的基本条件；白车身有限元模型质量与试验样车的质量一般要求在较小的误差范

5、围内，在状态一致的情况下，有一致的质量分布；白车身模态由白车身质量矩阵和刚度矩阵共同决定，是影响整车NVH特性的重要参数；白车身FRF是白车身上不同点对激励点的位移、速度或加速度频响传递特性，它是质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵共同作用的结果。1图1白车身标定流程2B3CAE模型和试验台架5B3.1CAE模型图2白车身FEM模型根据几何模型建立白车身（不带前后风挡玻璃）有限元模型，壳单元总数为492275，节点总数为514360，平均单元尺寸为10mm×10mm，螺栓连接用RBE2单元模拟，焊点用CWELD单元模拟

6、，焊缝用RBE2单元模拟。6B3.2试验台架3.2.1试验测试系统及准备试验测量分析系统由试验激振系统、响应拾振系统以及模态分析和处理系统等三大部分组成。其中：ò试验激振系统包括：激振信号发生器、功率放大器和激振器；ò响应拾振系统包括：加速度传感器、力传感器和数据采集系统；ò模态分析和处理系统主要是模态分析软件LMSTest.lab。具体的测试系统如图3所示。2激振器功率放大器激励信号发生器力传感器白车身……加速度传感器数据采集前端模态测试分析系统模态参数图3白车身模态测量分析系统3.2.2试验车身准备支承方式

7、：模拟“自由─自由”边界条件,将白车身用柔软的橡胶绳悬挂于吊架水平位置或将其至于弹性基础上,悬吊试件的连接点选择处于或接近于所关心模态的节点上，并确保其最高刚体模态频率低于白车身最低弹性体模态频率的10%，如图4所示。激励点激励点图4白车身模态测试激振器通过挺杆与力传感器相连，力传感器通过铜底座与车身相连，分别在前左纵梁前部（+Z向）和后右纵梁后部（-Y向）选择两个激振点，以获取尽可能多的模态振型信息。3.2.3传感器布置方式将被测结构进行网格划分，在能够反映外形特征处布置传感器，如在外力作用点、重要的响应点、

8、部件的交联点和质量集中点等处；此外在感兴趣区域适当多布一些响应点，原则上使拾振点尽可能均匀3布置在白车身上。如图5所示，红色结点就是本次分析的传感器布置点，同时所有测量点组成试验的几何模型。图5白车身模态测试传感器布置3B4标定内容7B4.1状态标定白车身CAE和试验状态均不带前后风挡，不带副车架，对照白车身BOM表和试验白车身实际状态，除试验状态白车身带油漆及阻尼胶，其它完全一致，这