泡沫鋁車架填充前、后動態特性的有限元分析一

車架的模態分析

模態是機械結構的固有振動特性，每一個模態都具有其特定的固有頻率、阻尼比和振型。這些模態參數可以由計算或試驗分析取得，這樣一個計算或試驗分析的過程就稱為模態分析。模態分析是研究結構動力特性的一種方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用。如果這個分析過程是由有限元計算的方法取得的，則稱之為計算模態分析：如果通過試驗將采集的系統輸入與輸出信號經過參數識別獲得模態參數，則稱其為試驗模態分析。通常情況下，模態分析都是指試驗模態分析。振動模態是彈性結構的固有的、整體的特性。如果通過模態分析方法搞清楚了結構體在某一易受影響的頻率范圍內各階主要模態的特性，就可能預言結構在此頻段內受到外部或內部各種振源作用下的實際振動響應。因此，模態分析是結構動態設計及設備故障診斷的重要方法。

在機械設計中研究機械振動的問題，首先要考慮的便是如何避免共振。具體的機械結構可以看成是多自出度的振動系統，具有多個固有頻率。結構的模態是有結構本身的材料和特性決定的，與外在載荷無關。結構在任意初始條件及外載作用下的強迫振動都可以按這些結構強迫振動的線性組合構成。所以結構的模態分析是結構強迫振動的基礎。

車架是一個多自由度彈性振動系統，作用于這個系統的各種激擾力即使是汽車產生復雜振動的動力源。對于汽車來說，引起其激擾力的因素可分為汽車行駛果面不平度對車輪作用所產生的隨機振激和發動機運轉時活塞往復慣性力同工作沖程燃燒爆發壓力所引起的簡諧激振兩類。當這些激振力的激振頻率同車架的某一固有頻率相同時,便產生了共振，從而使車架上的某些部分產生共振載荷，這些數值很大的共振載荷極其容易造成車架損壞。所以車架要保持良好的動態性能，必須遵守其固有頻率和振型.避開常見的激振力頻率的要求。本章采用ANSYS軟件對填充前后的車架的模態進行分析，并進行對比，以便驗證填充后的車架具有更好的動態特性。