基于Ansys的工程车辆前桥结构随机振动分析

来源：汽车与驾驶维修作者：佚名 2017-08-24 09:42:45

摘要：本文以陕汽SX3255DM354型工程车辆前桥为研究对象，基于Ansys的结构随机振动响应分析模块，以随机路面不平度为输入激励，研究了车轿结构随机振动响应特性曲线并分析，对车桥的结构优化、改进和疲劳寿命分析做铺垫。

    0 引言
    Ansys中的谱分析有为三类：功率谱密度即随机振动分析、动力设计分析和响应谱分析。
    1 基于Ansys的随机振动响应分析流程
    基于Ansys的随机振动分析步骤包括：建造模型、求模态解、扩展模态、获得谱解等。基于Ansys的车桥结构随机振动响应分析流程如图1所示。

    2 建立车桥结构有限元模型
    建立有限元模型是随机振动响应分析的基础，SX3255DM354型车辆前桥结构中部下弯，中间断面为工字梁，两头设计成方形，其主要设计参数有主销中心距，板簧中心距、板簧座截面尺寸和主销内倾角等。考虑到结构分析的可靠性，建立车桥结构模型时注意：首先主要承载部位保持原有的形状和位置；其次忽略了对分析结果影响不大的特征，如工艺小孔和某些形状复杂、不利于建模的特征；最后对车桥某些局部特征做适当的简化处理，以确保风格划分的可靠性。
    在AnsysWB中采用Solid92单元类型建模，控制单元类型的大小，并对局部进行网格细划后得到12956个单元。
    3 车桥结构模态分析
    模态分析是随机振动分析的基础。车桥结构具有成千上万个自由度，但只有低阶固有频率和相应的振型是最有意义的。根据汽车悬架结构的试验统计参数（表1），该型工程车辆响应的频率范围为0.5～20 Hz，计算所得车桥结构第10振型应力云图如图2所示。

    4 前桥结构随机振动响应分析
    以F级路面不平度激励为输入，在节点上施加功率谱密度激励。在后处理器（POST26）中计算并显示车桥结构在节点7239沿Y方向的加速度响应谱曲线（图3）、速度响应谱曲线（图4）和位移响应谱曲线（图5）。