摩托车挡泥板动力响应分析.pdf

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1、第26卷第3期盐城工学院学报(自然科学版)V01．26No．32013年09月JournalofYanchengInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)Sep．2013摩托车挡泥板动力响应分析李亮(盐城工学院优集学院，江苏盐城224051)摘要：利用UGNX8．0软件对摩托车挡泥板进行有限元建模和动力学响应分析。通过对挡泥板有限元模型的模态分析，求得固有频率和几何振型。求解了在同一路况不同速度对前挡泥板结构的影响，探讨了影响摩托车挡泥板振动的几个因

2、素。并与模态分析结果做了对比分析。这对于摩托车挡泥板结构的设计和破坏原因的预测等，都具有一定的指导意义。关键词：挡泥板；有限元法；模态；动态响应中图分类号：U483文献标识码：A文章编号：167l一5322(2013)03一ooo5一O5挡泥板是摩托车的重要组成部分之一，它主何建模方法融于一体，形成无缝的复合式建模工要作用是为了防止一些泥土溅到车身或人身上，具。本文是基于NX8来建立摩托车挡泥板的三导致车身或人身不美观，其次是可以防止泥土溅维模型如图1所示。到拉杆、球头上导致过早生锈。为保证摩托

3、车正在创建有限元模型之前，要先对模型进行准常的工作，挡泥板不仅需要足够的强度和刚度，质备，主要包括几方面：理想化几何体、单元类型选量要轻，并且其结构对于摩托车的振动、舒适性、择和划分、边界条件、受力分析以及外载荷等等。安全性能影响很大¨。本文构建挡泥板有限元模型时遵循以下原则：本文采用了数值计算法来解决随机输入下摩托车的振动问题。数值计算法是一种近似方法，这种方法首先建立系统振动的运动微分方程，将随机激励样本作为输入，然后用数值方法(如4阶龙格一库塔法)求解。这种方法实际上将随机微分方程当作确定

4、性微分方程进行求解，如果取的样本时间长度足够长，样本数足够大，其准确度是可以保证的。本文将着重介绍用UG动力学响图1摩托车挡泥板三维模型应分析模块计算分析路面不平度引起的摩托车挡Fig．1Three—dimensionalmodelof泥板非线性随机振动。本文研究的主要内容：motorcyclefender(1)在分析挡泥板的CAD模型的基础上，建立摩(1)挡泥板分析的有限元模型应尽可能从力托车挡泥板有限元模型；(2)通过对挡泥板的模学和几何特性两方面同时逼近挡泥板的真实结态分析，得出其固有频率

5、和固有振型；(3)根据挡泥板的响应函数，对挡泥板进行频率、瞬态、随机构，尤其是从动力学特性进行插补逼近。振动分析。(2)对模型进行网格划分时，保证任意一个板壳单元的顶点也同时是其相邻单元的顶点；尽1挡泥板有限元模型建立可能的使单元形状规则，避免单元的某个边过长NX软件的实体建模是其他所有几何造型产或者过短以及某个内角太大或者太小；某些部位品的基础，它将基于约束的特征建模和传统的几允许其退化为三角形单元J。收稿日期：2013—05—21作者简介：李亮(1981一)，男，江苏盐城人，副教授，博士生，

6、主要研究方向为高速加工、有限元设计。盐城工学院学报(自然科学版)第26卷(3)提高计算结果的精度，零件建模时根据励能量主要集中在低频区域，100Hz以上激励能摩托车结构特点和载荷分布特点，对可能产生应量非常小。所以，在正常路面上行驶时，该挡泥板力集中或者应力急剧变化的区域进行网格细分，结构振动响应相对较小，不会出现高阶模态激励避免整体有限元模型出现网格突变等情况。振动，其固有频率分布对结构稳定性非常有利。摩托车挡泥板模型的划分单元总数为1089表2挡泥板有限元模态分析结果个，有限元模型见图2。挡

7、泥板的材料是一般的Table2Fenderfiniteelementmodalanalysisresults16Mn钢，其材料特性详见表1。阶数计算频率／Hz图2简化模型的网格划分Fig．2Simplifiedmodelmeshing从挡泥板的前3阶和后5阶模态振型可以看表1挡泥板材料特性参数出，挡泥板的振动主要集中在轮毂的边缘。中间Table1Fendermaterilalp2ara3me4ters56789几阶模态振型可以看出，挡泥板的振动主要集中名称数值在中间支撑部分。因此，对挡泥板中间支

8、撑结构密度／(g·cm)P=7．82部分进行改进，将局部区域厚度增加，可以提升该参考温度常温区域连接位置的强度和刚度，同时极大降低该区杨氏模量／MPaE=2．06e5泊松比“=0．3域发生疲劳裂纹和断裂的现象。3基于NX的动力学响应分析953n5H47374卯巧粥2挡泥板的静力学模态分析3．1单自由度挡泥板振动模型建立挡泥板的固有频率由结构本身决定，和外部动态响应分析能计算出时域或频域载荷激励施加载荷无关联。模态通过一组参数定量进行描下的动态响应值，作为基本分析模块的线性静态述。包括固有频率、模