車身模態(tài)分析理論

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車身模態(tài)的定義

車身模態(tài)是車身的固有屬性,其模態(tài)參數(shù)包括模態(tài)頻率,模態(tài)振型與模態(tài)阻尼。車身模態(tài)振型為車身在特定頻率下的振動形狀(mode shape),而該特定頻率即為模態(tài)頻率(natural frequency),模態(tài)阻尼(damping)即是抑制結(jié)構(gòu)振動的參數(shù)。

車身模態(tài)的主要研究對象

按照振型來劃分的話,車身主要的模態(tài)有彎曲模態(tài),扭轉(zhuǎn)模態(tài),呼吸模態(tài)與復(fù)合模態(tài);

按照車身類型進(jìn)行分類,可分為白車身模態(tài),內(nèi)飾車身模態(tài)與整車模態(tài);

按照整體與局部進(jìn)行劃分,可分為整體模態(tài)和局部模態(tài)。

對于車身來講,在NVH性能開發(fā)的過程中,最關(guān)心的是一階彎曲模態(tài)與一階扭轉(zhuǎn)模態(tài),這是因為這兩階模態(tài)頻率值偏低,容易被動力系統(tǒng)與外界激勵的激起,引起共振。而且,由于這兩階模態(tài)均為車身整體模態(tài),如果被激發(fā)起來,很容易引起相連部件一起振動,部件之間相互碰撞摩擦,產(chǎn)生噪音,因此這兩階模態(tài)是主要關(guān)注的兩階整體模態(tài)。

在工作工程中,我們首先要控制的是白車身模態(tài),因為白車身模態(tài)的控制相對于內(nèi)飾車身與整車車身比較容易,模態(tài)優(yōu)化相對簡單,而且白車身是內(nèi)飾車身和整車車身的基礎(chǔ),它們之間的模態(tài)存在一定的關(guān)聯(lián),內(nèi)飾車身與整車車身的質(zhì)量比白車身重,但是彎曲剛度相差變化不大,因此內(nèi)飾車身與整車車身的彎曲模態(tài)會大大低于白車身彎曲模態(tài),類似的,內(nèi)飾車身和整車車身的扭轉(zhuǎn)模態(tài)也會低于白車身扭轉(zhuǎn)模態(tài),但是沒有彎曲模態(tài)下降那么多。所以控制好白車身的模態(tài),內(nèi)飾車身與整車車身的模態(tài)也就有所保證。

車身模態(tài)分析的意義

車身模態(tài)分析是汽車NVH性能開發(fā)的重要指標(biāo)。對車身進(jìn)行模態(tài)分析,可以:

(1)了解車身結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能,與行業(yè)同等級車型進(jìn)行對標(biāo),了解自己產(chǎn)品與競爭對手產(chǎn)品的差別,進(jìn)行調(diào)整,設(shè)計出一輛具有市場競爭力的車型;

(2)在開發(fā)汽車NVH性能時,要保證車身模態(tài)與相連系統(tǒng)模態(tài)解耦(動力系統(tǒng),排期系統(tǒng)等),車身整體模態(tài)與局部模態(tài)解耦(前橫梁局部,前圍板局部,地板局部,頂棚局部等),否則將會發(fā)生共振。車身模態(tài)分析為相連部件與各系統(tǒng)提供了模態(tài)設(shè)計基準(zhǔn);

(3由于振動噪音的響應(yīng)是有許多不同的模態(tài)響應(yīng)疊加而來,通過模態(tài)貢獻(xiàn)量計算,可以知道對于某一處振動噪音峰值,主要參與振動的模態(tài)有哪些,可以針對性的進(jìn)行模態(tài)優(yōu)化,降低振動噪音峰值。

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車身模態(tài)分析理論介紹和過程

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