摘要：針對車載導航的模態分析，以其中單個零件的網格尺寸作用變量，而其余零件的網格尺寸不變，然后進行模態分析，通過對計算結果的比較，確定模型最終的網格收斂尺寸，解決計算精度與計算時間成本這一矛盾。

關鍵字：模態分析；網格尺寸；收斂；固有頻率；車載導航

一、前言      

 由于公司產品做的最多的是動力學分析，動力學分析需要基于模態特征值上進行計算的，所以我們以最有代表性的模態分析作為網格收斂尺寸研究課題的分析類型。

       相對于靜力分析而言，動力學分析的模態求解過程所需要的CPU計算時間更長，我們一般會通過控制網格的尺寸來調整計算時間成本，即粗化網格。但是如果網格太粗，則網格模型必會忽略或簡化結構上的細節，從而影響計算的精度。

        面對計算精度與計算時間成本這一矛盾，則需要對模型的網格收斂尺寸、計算耗時等數據進行研究。

二、計算模型

       計算模型采用某一車載導航屏模型，零件包括觸摸屏玻璃、前后面板、SECC支架，另外TFT顯示屏簡化為只包含質量的點。

三、網格尺寸控制

       導航產品的前后面板為PC+ABS注塑件，結構特征多且比較復雜，為了盡可能詳盡地模擬結構的細節，如圓角、肋骨、凹凸臺、小圓孔等），縮小網格模型與原幾何模型的差距，因此網格不能過于粗糙。此外，根據模型的整體尺寸，最終確定模型的網格研究尺寸為1mm、2mm、3mm、4mm。這四種網格尺寸中，以所有零件的網格尺寸都為3mm的計算結果作為不變量，而其中單一個零件的網格尺寸作為變量，變量值即為1mm、2mm、3mm、4mm。

部分網格模型圖如下：

四、模型建立及求解的軟件

       建立三維有限元模型，用Lanzos方法求解特征值。仿真采用的軟件是Abaqus/CAE( 2018)，結果取前三階的模態固有頻率。

五、計算設備

至強8核cpu，內存16G。

六、計算結果

網格尺寸為3mm的分析結果振型如下

七、結論

1、根據上面的分析結果表中的數據顯示，前三階的固有頻率的變動基本在1%內，可以認為網格尺寸基本已收斂；

2、綜合考慮計算精度與計算時間成本，模型的網格收斂尺寸確定為：觸摸屏3mm，前后面板3mm，支架2mm。

參考文獻

[1] 張少雄等. 網格粗細對于有限元模態分析計算的影響[J]. 武漢理工大學學報, 2006. 28(5). 92~94.

[2] 張文元. ABAQUS動力學有限元分析指南[M]. 中國圖書出版社，2005.