重型汽車車架有限元模態(tài)分析與試驗?zāi)B(tài)分析比較
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為了保證車架的主要頻率和振型都能夠被充分激發(fā)出來，進行車架模態(tài)試驗時采用多點激振、多點拾振的方法。選取0-200Hz頻率的白噪聲作為激振信號，對車架垂向和橫向兩個方向進行激振，其中兩個激振器分別安裝在車架前部橫梁處和車架的中部縱梁底部，具體實驗如圖3所示。
圖3 車架模態(tài)試驗時激振器激振位置
為滿足上述要求，一般常用的方法有：橡皮繩懸掛、充氣輪胎支撐、彈簧支撐等方法。采用這樣的方法可以使得支撐——結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率很低。在本次試驗中，車架前后各采用兩個充氣內(nèi)胎來支撐如圖4所示。
圖4 車架的支撐方式
表2 車架模態(tài)試驗結(jié)果與分析結(jié)果比較 
圖5 車架模態(tài)試驗振型
有限元模型必須有較高精度，其分析結(jié)果才是可信的，其分析結(jié)論才能在產(chǎn)品設(shè)計中實際使用。
從以上的理論計算和試驗分析結(jié)果可知，第二階試驗?zāi)B(tài)則沒有在試驗中測出，分析其原因，由于在試驗過程中，車架的前后方向通過充氣輪胎內(nèi)胎進行支撐，由于車架較重，導(dǎo)致支撐輪胎的外邊緣向上翻起，限制了車架的橫向自由度，其次是實驗數(shù)據(jù)的測試處理誤差造成的。除了第二階模態(tài)沒有測試出來之外，其它幾階理論與試驗?zāi)B(tài)是一致的。使用OptiStruct求解器得出的理論模態(tài)頻率與試驗?zāi)B(tài)頻率的誤差在10%以內(nèi)，計算精度較高，完全滿足工程設(shè)計的需求。車架有限元模型可以用來做進一步的計算分析，分析車輛的力學(xué)特性，為設(shè)計提供理論依據(jù)。
5 參考文獻
[1] 馬天飛，王登峰，劉文平.重型商用車駕駛室白車身的模態(tài)分析與試驗研究.汽車工程，2009，（VO1.31)NO.7.
[2] 高云凱.汽車車身結(jié)構(gòu)分析.北京理工大學(xué)出版社，2006.
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