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某型载货汽车振动特性分析及模态性能匹配研究

俞俊兆  
【摘要】:在汽车研发过程中,NVH特性的分析占据了十分重要的地位,其性能受影响因素较多,性能差异较大,而振动性能是其基础关键性能,也越发受到重视。根据振动分析理论,结合刚柔耦合多体动力学理论,通过Hyper Mesh有限元分析软件和多体动力学ADAMS分析软件,建立了相关结构的有限元模型和多体动力学刚柔耦合模型,并对其动态特性和基于路面激励的整车平顺性进行了仿真分析研究。基于汽车振动分析理论,提出了转速相关与车速相关两类汽车振动分析方法,以某型载货汽车为研究对象,建立了整车刚柔耦合模型。先在ADAMS/Car中建立各子系统刚体模型,随后利用有限元方法建立驾驶室白车身和车架一体结构的有限元模型,并将生成的模态中性文件导入ADAMS生成柔性体模型,最后组装为整车模型。在Hyper Mesh中对所建模型进行有限元模态分析,并将仿真与模态试验结果进行对比验证,通过分析计算结果评价了汽车动态性能;在ADAMS中建立随机路面模型,对建立的整车模型进行了基于路面激励的行驶平顺性仿真,得到驾驶员座椅处在60km/h、80km/h和100km/h时的加速度响应曲线及功率谱图,利用加权加速度均方根值对该载货汽车的整车振动性能进行评价。最后,进行了模态性能匹配研究,包括模态匹配策略与模态匹配方法。针对所研究的二类底盘车型存在的振动问题,着重从轮胎模态匹配与车身-车架结构模态匹配提出了改进意见。解决方案是基于灵敏度分析研究车身-车架结构各构件厚度对其频率参数的影响,以部件厚度为设计变量进行尺寸优化,得到了满足模态频率匹配要求的设计结果,达成了研究目标。


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