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泡沫鋁車架填充前、后動(dòng)態(tài)特性的有限元分析一

車架的模態(tài)分析

模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)都具有其特定的固有頻率、阻尼比和振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析的過程就稱為模態(tài)分析。模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的一種方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。如果這個(gè)分析過程是由有限元計(jì)算的方法取得的，則稱之為計(jì)算模態(tài)分析：如果通過試驗(yàn)將采集的系統(tǒng)輸入與輸出信號經(jīng)過參數(shù)識別獲得模態(tài)參數(shù)，則稱其為試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。通常情況下，模態(tài)分析都是指試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。振動(dòng)模態(tài)是彈性結(jié)構(gòu)的固有的、整體的特性。如果通過模態(tài)分析方法搞清楚了結(jié)構(gòu)體在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，就可能預(yù)言結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)受到外部或內(nèi)部各種振源作用下的實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)。因此，模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及設(shè)備故障診斷的重要方法。

在機(jī)械設(shè)計(jì)中研究機(jī)械振動(dòng)的問題，首先要考慮的便是如何避免共振。具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以看成是多自出度的振動(dòng)系統(tǒng)，具有多個(gè)固有頻率。結(jié)構(gòu)的模態(tài)是有結(jié)構(gòu)本身的材料和特性決定的，與外在載荷無關(guān)。結(jié)構(gòu)在任意初始條件及外載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)都可以按這些結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)的線性組合構(gòu)成。所以結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析是結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)的基礎(chǔ)。

車架是一個(gè)多自由度彈性振動(dòng)系統(tǒng)，作用于這個(gè)系統(tǒng)的各種激擾力即使是汽車產(chǎn)生復(fù)雜振動(dòng)的動(dòng)力源。對于汽車來說，引起其激擾力的因素可分為汽車行駛果面不平度對車輪作用所產(chǎn)生的隨機(jī)振激和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞往復(fù)慣性力同工作沖程燃燒爆發(fā)壓力所引起的簡諧激振兩類。當(dāng)這些激振力的激振頻率同車架的某一固有頻率相同時(shí),便產(chǎn)生了共振，從而使車架上的某些部分產(chǎn)生共振載荷，這些數(shù)值很大的共振載荷極其容易造成車架損壞。所以車架要保持良好的動(dòng)態(tài)性能，必須遵守其固有頻率和振型.避開常見的激振力頻率的要求。本章采用ANSYS軟件對填充前后的車架的模態(tài)進(jìn)行分析，并進(jìn)行對比，以便驗(yàn)證填充后的車架具有更好的動(dòng)態(tài)特性。