子结构法在快速解析复杂频率响应模型中的应用.pdf

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1、汽车技术·AutomobileTechnology子结构法在快速解析复杂频率响应模型中的应用*张焰马峰宋俊任超（广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州511434）【摘要】结合子结构建模理论，提出了子结构频率响应分析方法，快速求解频率响应模型。通过对比简支梁振动特性的理论解析解、传统频率响应数值解与子结构频率响应数值解，验证了子结构法的准确性。针对某车型后悬置安装点的噪声传递函数140~160Hz的峰值问题，应用子结构分析方法提出优化前副车架方案，对比传统频率响应分析方法，仿真计算效率提升了94%，仿真与试验结果表明，车内声响应在140~160Hz内峰值下降了8~10dB（A）。主

2、题词：子结构简支梁前副车架传递函数中图分类号：U462.3文献标识码：A文章编号：1000-3703（2017）08-0059-04ApplicationofSubstructureMethodintheModelofComplicatedFrequencyResponseforRapidAnalysisZhangYan,MaFeng,SongJun,RenChao（AutomotiveEngineeringInstitute,GuangzhouAutomobileGroupCo.,Ltd,Guangzhou511434）【Abstract】Basedonthesubstructurem

3、odelingtheory,thispaperproposedthesubstructurefrequencyresponseanalysismethod,whichcanquicklysolvefrequencyresponsemodel.Bycomparingthetheoreticalanalyticalsolution,numericalsolutionoftraditionalfrequencyresponseaswellasnumericalsolutionofstructuralfrequencyresponse,correctnessofthissubstructurem

4、ethodwasverified.Forthepeakvalueof140~160Hzofnoisetransferfunctionattherearsuspensionmountingpointofavehicle,substructureanalyticalmethodwasappliedtoproposethefrontframeoptimizationsolution.Comparedwithtraditionalfrequencyresponseanalyticalmethod,efficiencyofsimulationcalculationwasimprovedby94%.

5、Thesimulationandtestresultsshowthatinterioracousticresponseisreducedby8to10dB(A)inthepeakfrequencyof140to160Hz.Keywords:Substructure,Simply-supportedbeam,Frontsubframe,Transferfunction子结构分析方法的优越性吸引了众多学者的关注，1前言但多是基于简单模型进行动力学振动特性的分析与研[1]在汽车NVH（Noise，VibrationandHarshness）性能究。吴仕超等以常见的空间桁架结构为研究对象，在仿真

6、分析中，频率响应分析最为常用，对于整车NVH分频域范围内通过有限元仿真算例验证了子结构理论方[2]析模型而言，其自由度达到几千万，用传统的有限元频法的有效性和可靠性。王雪仁等发展了一种子结构方率响应分析方法求解模型需要耗费大量的时间，对硬件法，应用于圆柱壳模型的振动特性研究，验证了发展的计算资源提出了巨大挑战。子结构方法的正确性，并实现了各子结构的独立求解，子结构分析方法结合了“先局部再整体”的思想，在各子结构振动特性已知的情况下可快速求解整体结将整体结构分割成若干个计算量较小的子结构，对每构的振动特性，对比传统有限元法，子结构方法计算效[3]个子结构进行动力学计算，保留各子结构的传递函

7、数率优势明显。周素霞等引入超单元，利用子结构法建矩阵，而后根据各子结构之间的连接关系，对整体结构立了一个重载凹底平车底架的弹性体有限元模型，并对的动力学响应进行快速求解与运算，节约了大量的分比了传统有限元模型的模态结果，前8阶模态误差均在析计算时间。1%以内，验证了子结构法的计算精度与可靠性。*基金项目：广东省产学研结合项目（2013B09040002）；广东省引进创新科研团队专项（201001N0104818165）。2017年第