自卸車副車架結構模態分析

1.      問題描述

在車輛設計中，副車架作為車身主要重量的承載體，在工程應用中承受復雜的載荷，如承載卸料是舉升作用產生的集中力與滿載時傳遞全部受力到主車架，是決定整車壽命的的關鍵結構部件。車架工作時產生的振動，會加速某些零部件的損壞，進而影響到整體車況。因此副車架的模態分析、模態參數識別，對整車動力性能分析、降低整車振動、減少部件的疲勞失效有著重要的作用。

車架模型，由副車架及安裝在副車架上的舉升裝置裝配而成，使用steel材料。重點考察車架系統模態參數，得到車架自用模態參數（前10階）及該車架在工作狀態下的模態參數（前4階）。

2.      技術參數

2.1   副車架材料:

        材料選擇為：鋼stee，選擇軟件默認材料。

2.2   三維模型如下圖所示

1.1   問題分析

副車架是由這些零部件按照一定的裝配關系裝配在一起的裝配體，主要是采用焊接形式連接在一起。

這里計算自由模態下的激勵頻率及約束模態下（將副車架底部兩根縱梁底面設置為固定約束）的激勵頻率。

2.      NX/nastran中求解

工況	自由模態	約束模態
頻率/Hz	陣型描述	頻率/Hz	陣型描述
第一階	36.4	副車架前后端上下彎曲	97.2	舉升裝置左右彎曲
第二階	53.3	副車架扭轉	118.8	舉升裝置前后彎曲
第三階	54.6	副車架彎曲+扭轉	157.5	舉升裝置扭轉

自由模態第一階                                             第二階                                   第三階

約束模態                                                第二階                                           第三階

3  Simsolid計算結果

工況	自由模態	約束模態
頻率/Hz	陣型描述	頻率/Hz	陣型描述
第一階	35.9	副車架前后端上下彎曲	99.8	舉升裝置左右彎曲
第二階	54.7	副車架扭轉	117.7	舉升裝置前后彎曲
第三階	57.9	副車架彎曲+扭轉	155.9	舉升裝置扭轉

 

自由模態第一階                                 第二階                                          第三階

約束模態第一階                                第二階                                               第三階

4   計算結果對比分析

對比兩種軟件的模態計算結果，誤差在1.5%以內，可見simsolid軟件的計算精度可靠性還是可以滿足一般工程需求的。操作上，NX/nastran必須經過網格劃分，并且網格的大小影響到計算的精度，而simsolid上手較快，計算時間也大大降低。