【《某新能源客车车骨架的模态分析案例》1600字（论文）】

某新能源客车车骨架的模态分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u12404某新能源客车车骨架的模态分析案例 160001.1模态分析理论 149271.2客车车骨架模态分析 2255961.2.1客车车骨架模态分析结果 2250871.2.2客车车骨架模态结果分析 6车辆在实际路面行驶过程中，不仅会受到多种形式的静力载荷，还会受到来自实际路况不平整路面的激励，从而产生震动，进而影响车身结构的稳定性，降低车身结构寿命，影响乘客乘坐体验。模态分析作为一种动力学分析，主要用于研究结构的震动特性，即构建的固有频率及振型[20]。所以在车辆的研发以及后期优化方面，都需要对车身结构进行静力学以及模态两方面的分析，如此才能够设计出更加安全可靠的车身结构，既提高了乘客的乘坐体验，同时也保证了乘客的安全。因此对新能源客车车架进行模态分析也是车身优化的重要一环。1.1模态分析理论模态分析理论以震动理论为基础[21]，其动力学问题的微分平衡方程表示为公式（1.1）：Mxt+式中：M——物体的质量矩阵；C——阻尼矩阵；K——刚度矩阵；xtf(t)——外部激励向量。研究无阻尼时的自由模态振动情况，令式（1.1）中的f(t)=0，从而得到式（1.Mxt+对于线性系统来说，结构的自由振动为简谐振动，其位移是正弦函数如下式（1.3）：xt=A式中：A——节点的振幅向量；t——时间变量；ω——结构的固有频率；φ——相位角。将式（1.3）代入式（1.2）中可得式（1.4）：K−ω2求解式（1.4）令前一项为零，得到式（1.5）：K−ω2式（1.5）称为结构系统的频率方程，进一步求解式（1.5）便可得到方程的n个特征值ωi2i=1，2，……n0<ω12所求得的根ωi就是系统的i阶固有圆频率，即结构自振，再通过公式（1.7）即可求出结构的固有频率ffi=ω继续代入求解得式（1.8）KAi=式中：Ai综上，与ωi对应的特征向量Ai就是我们要求解得结构系统的第i阶固有模态振型1.2客车车骨架模态分析本次模态分析使用ANSYS内部的模态分析模块，通常低阶频率和振型对结构振动特性得影响起主导作用，在模态分析计算时多数情况下提取低阶频率和振型来对车身骨架振动特性进行分析[23]。所以本次分析内容选取此客车骨架的前8阶模态进行讨论1.2.1客车车骨架模态分析结果此次模态分析的加载和约束条件参照最普遍的满载工况进行施加，结果如图1.1至1.8。图1.1一阶振型图图1.2二阶振型图图1.3三阶振型图图1.4四阶振型图图1.5五阶振型图图1.6六阶振型图图1.7七阶振型图图1.8八阶振型图该新能源客车车身骨架的各阶频率和振型特点如表1.1表1.1前八阶振型频率以及振型特征表阶数频率（Hz）最大变形量（mm）振型特征11.7201.754车身骨架绕x轴扭转21.8371.695车身骨架绕y轴扭转36.2542.025车身骨架绕x轴与z轴扭转411.3941.721绕z轴弯折轴处于骨架中段511.4621.516车身向后摆动613.1732.239绕z轴弯折轴处于骨架中段713.2641.953车身骨架绕x轴与z轴扭转811.9612.962车身骨架主要绕x轴扭转1.2.2客车车骨架模态结果分析根据客车车架前8阶模态分析，最后得出结论发现该客车车架的固有频率在1.674Hz~16.772Hz之间，而判断一辆客车正常行驶在路面上是否会出现共振造成巨大损失，通常是由路面对车身结构的激励f0所决定的，f0通过式（f0=v式中：v——客车行驶速度km/h；λ——路面不平整度波长m；通过查阅相关资料，高速公路和铺设良好的城市道路，其路面不平整度波长在6至8米之间[24]，此客车最高时速60km/h，所以