重型汽车车架有限元模态分析与试验模态分析比较
加入技术交流群
为了保证车架的主要频率和振型都能够被充分激发出来，进行车架模态试验时采用多点激振、多点拾振的方法。选取0-200Hz频率的白噪声作为激振信号，对车架垂向和横向两个方向进行激振，其中两个激振器分别安装在车架前部横梁处和车架的中部纵梁底部，具体实验如图3所示。
图3 车架模态试验时激振器激振位置
为满足上述要求，一般常用的方法有：橡皮绳悬挂、充气轮胎支撑、弹簧支撑等方法。采用这样的方法可以使得支撑——结构系统的固有频率很低。在本次试验中，车架前后各采用两个充气内胎来支撑如图4所示。
图4 车架的支撑方式
表2 车架模态试验结果与分析结果比较 
图5 车架模态试验振型
有限元模型必须有较高精度，其分析结果才是可信的，其分析结论才能在产品设计中实际使用。
从以上的理论计算和试验分析结果可知，第二阶试验模态则没有在试验中测出，分析其原因，由于在试验过程中，车架的前后方向通过充气轮胎内胎进行支撑，由于车架较重，导致支撑轮胎的外边缘向上翻起，限制了车架的横向自由度，其次是实验数据的测试处理误差造成的。除了第二阶模态没有测试出来之外，其它几阶理论与试验模态是一致的。使用OptiStruct求解器得出的理论模态频率与试验模态频率的误差在10%以内，计算精度较高，完全满足工程设计的需求。车架有限元模型可以用来做进一步的计算分析，分析车辆的力学特性，为设计提供理论依据。
5 参考文献
[1] 马天飞，王登峰，刘文平.重型商用车驾驶室白车身的模态分析与试验研究.汽车工程，2009，（VO1.31)NO.7.
[2] 高云凯.汽车车身结构分析.北京理工大学出版社，2006.
评论