轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究.pdf

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1、第27卷第4期2010年4月公路交通科技JournalofHighwayandTrampor眦ionResearchandDevelopmentv01．27N0．4Apr．2010文章编号：1002-0268(2010)04-0133-04轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究张国胜1一，周炜2，孟凡亮3，张大千1，张天侠1(1．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004；2．交通运输部公路科学研究院，北京100088；3．奇瑞汽车公司，安徽芜湖24m09)摘要：以轿车白车身为研究对象，基于前处理软件Hypermesh和有限元分析软件MsC．Nastran，应

2、用有限元分析理论，建立了白车身有限元模型。通过有限元模态分析和试验模态分析的方法，分别得到白车身的固有频率、相应的振型等模态参数。将试验结果与理论分析结果进行对比，验证了白车身有限元模型的有效性。从振动、强度角度考虑，分析了该白车身所承受内外激励的影响。根据应变模态的局域性特点，提出利用有限元模型各阶模态应变能分布，确定车身结构弹性变形最大位置的方法，有针对性地加强车身的局部刚度。结果表明，该方法具有较好的实际工程应用价值。关键词：汽车工程；模态分析；模态应变能；白车身；局部刚度中图分类号：U463文献标识码：AModalAnalysisandLocalRigidity

3、OptimizationforBody-in—whiteofCarZHANGGuoshen91，一，ZHOUWei2，MENGFanlian93，ZHANGDaqianl，ZHANGTianxiaI(1．SchoolofMechanicalEngi,mrins＆Automation，NortheasternUniversity，ShenyangLiaoning110004，China；2．ResearchInstituteofHighway，MinistryofTrampon，Beijing100088，China；3．CheryAutomobileCo．，Iad．，W

4、uhuAnhui241009，China)Abstract：UsingpreprocessingsoftwareHypermeshandFEAsoftwareMSC．N鼬tran，thedetailedfiniteelementmodelofcarbody—in—white(BIW)wasestablishedbasedonthetheoryoffiniteelement．FiniteelementmodalanalysisandexperimentalmodalanalysiswereconductedtogetthemodalparametersofBIW，incl

5、udingnaturalfrequenciesandcorrespondingnlodeshapesrespectively．Withcomparisonoftheresultofthesimulationwiththatoftest，thevalidityoftheFEAmodelWasverified．Fromtheviewofvibrationandstrength，theimpactofinternalandexternalincentivesontheB1Wwas锄alyzed．AccordingtostmirImodelocalcharacteristics

6、，anewmethodtodeterminethepositionwherethemaxiIllumelasticdeformationtakesplacebyusingthe8tl'ainenergydistributionofthevibrationmode8ofdifferentorde诗wasthereforepmposed．ThemethodCanbeusedtoimprovethelocaldgidityofBIW．Theresultshowsthatthismethodisreasonableandpracticalforthecarbodydesign．

7、Keywords：automobileengineering；modalanalysis；modalstrainenergy；body-in-white；localrigidity0前言目前汽车行业竞争日趋激烈，新车型更新换代速度越来越快，在很大程度上取决于白车身设计。在新车型开发过程中，白车身设计一直占主导地位，其固有特性直接影响车辆的性能。为了使车辆具有好的特性，一般要求白车身有较高的刚性和良好的振动特性，这些特性通常是通过计算有限元模态分析和试验收稿口期：2009-01—14基金项目：国家自然科学基金资助项目(5087042)；国家