[發(fā)明專利]一種基于模態(tài)頻率響應(yīng)的振動(dòng)干涉異響的結(jié)構(gòu)NVH分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410818585.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN104408274B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成傳勝;段龍揚(yáng);余顯忠;蔡志武;黃暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 何世磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種基于模態(tài)頻率響應(yīng)的振動(dòng)干涉異響的結(jié)構(gòu)NVH分析方法。

背景技術(shù)

在汽車產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，橡膠襯套作為汽車系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件，其在減振或隔振方面起著重要作用，在汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，襯套會(huì)受到來(lái)自各個(gè)方向的作用力。襯套剛度對(duì)其變形影響較大，為避免和地面或其他部件的頻率產(chǎn)生共振，基于襯套動(dòng)剛度的結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變形分析，特別是在開發(fā)前期進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢查有著重要意義。

在汽車開發(fā)中，有些系統(tǒng)用單純的靜、動(dòng)態(tài)分析較難滿足開發(fā)要求，像商用車領(lǐng)域里的駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，用單純的靜態(tài)分析雖然能計(jì)算強(qiáng)度性能，但是較難準(zhǔn)確計(jì)算振動(dòng)運(yùn)動(dòng)量；而采用動(dòng)力學(xué)仿真分析可以計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)變形量，從而為零件運(yùn)動(dòng)模式設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)間隙，避免干涉產(chǎn)生異響，為產(chǎn)品的準(zhǔn)確開發(fā)提供巨大的技術(shù)支持，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低成本。

在結(jié)構(gòu)的NVH、強(qiáng)度以及耐久分析中，其靜態(tài)分析技術(shù)相當(dāng)成熟，但汽車結(jié)構(gòu)件通常受到來(lái)自各個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沖擊，各個(gè)零件的振動(dòng)模式不一致，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)干涉而產(chǎn)生異響，從而影響到整車的NVH性能。但是常規(guī)的靜力學(xué)分析很難全面檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種基于模態(tài)頻率響應(yīng)的振動(dòng)干涉異響的結(jié)構(gòu)NVH分析方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于模態(tài)頻率響應(yīng)的振動(dòng)干涉異響的結(jié)構(gòu)NVH分析方法，其步驟如下：

1）根據(jù)兩個(gè)結(jié)構(gòu)件通過(guò)橡膠襯套連接時(shí)的間隙動(dòng)態(tài)變形情況，采用CAE軟件進(jìn)行分析。首先是橡膠襯套參數(shù)收集，即襯套的三個(gè)方向（X，Y，Z向）的動(dòng)剛度曲線，若沒(méi)有動(dòng)剛度曲線，則要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量襯套三個(gè)方向的動(dòng)剛度值；

2）結(jié)構(gòu)部件基本參數(shù)收集，包括軸管、軸桿、安裝支架及底座等幾何尺寸、材料參數(shù)、三維模型；

3）根據(jù)三維模型在商業(yè)軟件Hypermesh中建立機(jī)構(gòu)有限元網(wǎng)格模型，支架采用殼單元建模，底座先采用殼單元建立包絡(luò)網(wǎng)格模型，然后根據(jù)殼單元網(wǎng)格模型建立實(shí)體網(wǎng)格模型，軸桿采用六面體單元建模，提高分析精度，螺栓連接處采用剛性單元連接，焊縫采用殼單元對(duì)應(yīng)連接或剛性單元連接；

4）將建立好的支架、軸管及軸桿等網(wǎng)格模型導(dǎo)入到商業(yè)軟件Abaqus中裝配，建立襯套連接屬性，并賦予襯套動(dòng)剛度值，即每個(gè)頻率對(duì)應(yīng)一個(gè)剛度；

5）建立分析步，分析步包括兩個(gè)，第一個(gè)分析步為求解模態(tài)分析步，計(jì)算的模態(tài)最高頻率要大于襯套動(dòng)剛度頻率，第二分析步為模態(tài)穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)分析步，在穩(wěn)態(tài)分析步中設(shè)置模態(tài)頻率的上、下限值以及求解的個(gè)數(shù)，同時(shí)設(shè)定阻尼，采用直接阻尼方法，即開始模態(tài)到結(jié)果模態(tài)，臨界阻尼比在0.1以下，在分析步中設(shè)置好軸管及軸桿參考點(diǎn)，將這兩個(gè)參考點(diǎn)在后處理中進(jìn)行計(jì)算；

6）建立載荷步，根據(jù)力的平衡及等效原理，將駕駛室重量等效到軸管中心處，在此處施加駕駛室重力及相應(yīng)的等效扭矩，在扭桿調(diào)節(jié)端處施加軸向等效扭矩值，該扭矩即為駕駛室等效的扭矩；

7）根據(jù)分析結(jié)果，得出軸管與軸桿的參考點(diǎn)三個(gè)方向（X，Y，Z）的動(dòng)態(tài)位移值，通過(guò)比較這兩個(gè)參考點(diǎn)的位移值及對(duì)應(yīng)的頻率，可計(jì)算出軸管與軸桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)的間隙，然后比較幾何布置尺寸計(jì)算間隙與分析間隙，從而進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改。

在步驟5）中所述模態(tài)頻率的上、下限值即為設(shè)定的襯套動(dòng)剛度頻率上下限值，所述開始模態(tài)到結(jié)果模態(tài)是要覆蓋襯套動(dòng)剛度的最低頻率和最高頻率。

本發(fā)明的有益效果在于：該方法縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低研發(fā)成本，響應(yīng)時(shí)間較短且準(zhǔn)確，利于解決結(jié)構(gòu)振動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)干涉異響等工程問(wèn)題，從而提高整車的NVH性能，對(duì)于整車（車身、底盤、PTAE）等系統(tǒng)總成進(jìn)行動(dòng)態(tài)驗(yàn)證設(shè)計(jì)，對(duì)整車研發(fā)具有非常重要指導(dǎo)意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法分析流程圖，

圖2為軸管與軸桿動(dòng)態(tài)變形對(duì)比圖，

附圖2中：1為軸桿，2為軸管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例： 參見(jiàn)圖1，圖2。

一種基于模態(tài)頻率響應(yīng)的振動(dòng)干涉異響的結(jié)構(gòu)NVH分析方法，其步驟如下：

1）根據(jù)兩個(gè)結(jié)構(gòu)件通過(guò)橡膠襯套連接時(shí)的間隙動(dòng)態(tài)變形情況，采用CAE軟件進(jìn)行分析。首先是橡膠襯套參數(shù)收集，即襯套的三個(gè)方向（X，Y，Z向）的動(dòng)剛度曲線，若沒(méi)有動(dòng)剛度曲線，則要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量襯套三個(gè)方向的動(dòng)剛度值；