文档介绍：2010 年第 3 期桂林航天工业高等专科学校学报
( 总第 59 期) JO U RN A L O F G U IL IN CO LL EGE O F A EROSP A CE T ECH NO L OG Y
机电技术应用
客车车身骨架模态的有限元分析
*
陈元华
张治龙
( 桂林航天工业高等专科学校
汽车与动力工程系, 广西
桂林
541004)
摘
要
车身是客车的关键总成, 车身模态是车身结构中首先要考虑的重要指标之一, 它不仅影响客车的可靠性和使
用寿命, 还影响乘坐的舒适性。文章运用解析模态法, 通过大型有限元软件 I- DEA S 建立有限元模型并施加
载荷, 再经过解算, 得到客车车身模态的固有频率和振型, 为客车车身结构的分析计算、后续结构改进提供依
据。
关键词
客车车身; 模态; 有限元分析; I- D EA S
中图分类号: U 448
220
1
文献标志码: A
文章编号: 1009-1033( 2010) 03-0320-03
振动模态是机械系统动态特征的一种表征, 简称模态。
1. 2
有限元单元的选择
模态是结构的固有振动特性, 每一个模态具有特定的固有车身结构有限元分析的第一步是车身结构的模型化,
频率、阻尼比和模态振型。车身是客车的关键总成, 车身结即将工程问题离散化为有限元计算模型。而模型化的关键
构必须有足够的强度以保证其疲劳寿命, 足够的静刚度以是选择合适的单元来模拟车身结构, 因为在车身结构上具
保证其装配和使用的要求, 但同时也应有合理的动态特性有力学特性的点或局部部位都可用相应的单元来模拟。为
以达到控制振动与噪声的目的。在客车车身结构设计中, 符合建立有限元模型必须遵循有足够的精确性和良好的经
如果设计师只考虑结构的静强度和刚度, 很可能会在设计
济性的两条原则, 以及根据所研究车型的结构特点和以往
过程中造成车身局部结构的不合理, 而导致客车内部产生
国内许多专家学者的研究经验, 本文在建模过程中采用板
共振和噪声。随着乘客对客车舒适性的要求日益提高, 模
梁结合模型, 即车身骨架部分采用梁单元, 蒙皮采用板壳单
态分析越来越受到重视。通过对客车车身分析得到的模态
元, 除此之处还有部分质量单元来模拟载荷。
参数可以对客车车身的刚度和阻尼特性进行客观的评价,
有限元模型的建立和网格划分
也可以为客车车身结构的分析计算、结构改进提供依据。 1. 3
建立有限元模型是进行有限元计算和分析的基础。建
1
建立客车车身结构有限元模型立模型就是要根据建模目的将实物的特征和变化规律进行
一种近似的模拟。首先在 I- DEA S 软件中建立实体模型,
1. 1
整车几何参数及材料性能的确定
然后从实体模型中提取线框, 并对所提取的线框模型进行
本文以某客车有限公司生产的中型客车为研究对象,
简化再根据模型需要按使用材料的断面形状及性质通
其主要几何参数为: 总长 8560mm, 总高 3360mm, 总宽, , ,
2485mm, 轴距 4000mm。该中型客车车体承载骨架中 2mm 过 I- DEA S 软件 Simulation/ M e