白車身模態分析
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2019-05-11
白車身模態分析的視頻教程
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白車身模態分析的實例教程
簡單的介紹分析。
白車身模態分析流程、建模指導書及標準.part1.rar
白車身模態分析流程、建模指導書及標準.part2.rar
模態分析是計算或試驗分析固有頻率、阻尼比和模態振型這些模態參數的過程。模態陣型是體現結構在某一特定頻率下的振動形狀，而這種特定陣型所對應的就是模態頻率。白車自由模態分析，即模型不加任何形式的約束下的模態分析。白車身自由模態分析的分析對象就是白車身，又簡稱為BIW, 指焊接車身的本體部分，包括通過螺栓連接的碰撞吸能結構，不包括通過螺栓連接或粘接在車身本體上的玻璃、車門、發動機罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板、儀表板支撐橫梁等。分析的頻率范圍通常設定為1-100Hz；下限設為1Hz，其目的是避免計算前6階的剛體模態。本案例主要介紹如何使用Hyperworks+lsdyna進行白車身自由模態分析，考慮到節約計算時間,僅提取前10階模態。
前處理：Hyperworks/lsdyna 后處理：Hyperview
白車身一階扭轉及一階彎曲模態識別（見收費內容）：
整體一階扭轉陣型圖
整體一階彎曲陣型圖
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信，同時可參考CAE追夢者前期發的帖子《基于Hyperworks白車身自由模態分析及模態陣型線性疊加》中采用optistruct軟件進行白車身自由模態分析的結果，進而對比lsdyna與optistruct在計算模態分析中的差異。
展開 2 計算分析
2.1 計算模型
本文采用 HyperMesh 軟件建立某商用車白車身三維數據的有限元分析模型，對整體性能影響很小的車身細微結構特征適當簡化，然后通過焊點把各部件連接，白車身沖壓件為薄壁金屬件，用殼單元模擬，點焊采用 RBE2 單元模擬，焊道結構采用 Solid 實體單元模擬[4]，部件之間的連接關系模擬實際車身結構，在進行模態分析時，不考慮結構中焊點失效，認為焊點連接是可靠的。模型連接時先焊接頂蓋、側圍、地板及前圍，然后將其拼裝成白車身[5]。本文建立的白車身模型共799 627 個殼單元，827 628 個節點，6 238 個焊點，連接好的白車身模態分析模型如圖 1 所示。
2.2 計算結果
本文采用 HyperMesh 軟件作前處理建模，MSC Nastran 作為求解器計算自由狀態下白車身結構模態，對白車身的振動響應影響相對較大的激勵頻率多集中在低頻域，輸出前 10 階范圍內的固有頻率和振型，各階模態結果如表 1 所示，白車身第一階模態、一階扭轉模態、一階彎曲分析陣型如圖 2—圖 4 所示。其中，白車身第一階模態為頂蓋的橫向擺動，為局部板件結構的振動振型。整車一階扭轉及整車一階彎曲為白車身整體模態，需重點對比關注。
3 模態試驗
3.1 試驗方案
采用 LMS 數據采集記錄儀進行白車身模態試驗，采用多點激勵多點響應的測試方案，支撐采用 4 套雙腔空氣彈簧支撐車身（滿足彈簧支撐最高剛體頻率小于第一階彈性體頻率的 1/3）、三點三方向激勵（Z 向激勵力 25 N 左右、橫向激勵力在 20 N）、 激振器通過柔性桿與車身固定連接，共布置 314 個測點[6]。
展開 模態分析是計算或試驗分析固有頻率、阻尼比和模態振型這些模態參數的過程。模態陣型是體現結構在某一特定頻率下的振動形狀，而這種特定陣型所對應的就是模態頻率。白車自由模態分析，即模型不加任何形式的約束下的模態分析。白車身模態分析的分析對象就是白車身，又簡稱為BIW, 指焊接車身的本體部分，包括通過螺栓連接的碰撞吸能結構，不包括通過螺栓連接或粘接在車身本體上的玻璃、車門、發動機罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板、儀表板支撐橫梁等。分析的頻率范圍通常設定為1-100Hz；下限設為1Hz，其目的是避免計算前6階的剛體模態。本案例考慮到節約計算時間,僅提取了頻率小于50HZ的所有模態。
前處理：Optistruct 后處理：Hyperview
白車身一階扭轉及一階彎曲模態識別（見收費內容）：
整體一階扭轉陣型圖
整體一階彎曲陣型圖
模態陣型線性疊加
針對后處理（模態分析-后處理）中根據模態分析輸出的結果，陣型或者應變能云圖采用線性疊加的方法，得到所有任意階數下線性疊加后的陣型圖或應變能云圖。
16階模態陣型線性疊加圖
凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，都可以私信我，針對本案例中的操作問題我將免費為你解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
展開 模態分析是計算或試驗分析固有頻率、阻尼比和模態振型這些模態參數的過程。模態陣型是體現結構在某一特定頻率下的振動形狀，而這種特定陣型所對應的就是模態頻率。白車自由模態分析，即模型不加任何形式的約束下的模態分析。白車身自由模態分析的分析對象就是白車身，又簡稱為BIW, 指焊接車身的本體部分，包括通過螺栓連接的碰撞吸能結構，不包括通過螺栓連接或粘接在車身本體上的玻璃、車門、發動機罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板、儀表板支撐橫梁等。本案例主要介紹如何使用Hyperworks+optistruct進行白車身簡易模型自由模態分析，考慮到節約計算時間,僅提取前10階模態。
模態分析結果動畫
白車身分析模型
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
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白車身彎扭剛度仿真分析13天前
這邊有一個白車身模型，網格劃分已經完成了，扭轉剛度分析也完成了，需要進行一個彎曲剛度仿真分析，還有個一個優化解決方案，需要一同實驗，有償幫助
例如白車身扭轉剛度與模態分析，傳統有限元前處理 7 天，SimSolid 只需 8 分鐘完成建模。
? 4. 分析類型全面
涵蓋靜力學（線性/非線性）、動力學、模態、瞬態、譜分析、隨機振動、頻響、熱分析（穩態/瞬態）、疲勞分析等，與主流有限元功能覆蓋一致，但效率提升可達百倍。
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駕駛室白車身重要安裝點剛度分析規范
模態分析是一項至關重要的分析手段，它讓工程師能夠預測和優化車輛在設計和測試過程中的振動特性。那么，如何區分一階和二階模態？本文將提供一個綜合的視角，幫助理解這一關鍵概念。
1. 一階模態振型
對于汽車白車身來說，一階模態通常指的是整個車身圍繞其重心軸線的均勻扭轉或者整體的彎曲。
在一階扭轉模態中，車身會表現出一個統一的扭轉形態，從車頭到車尾，沒有中間部分保持靜止或在相反方向扭轉的現象。
1. 試驗目的
獲得白車身的模態參數（固有頻率、阻尼比、振型），為白車身有限元模型的優化設計提供參考。
2. 試驗系統
試驗系統由試驗激振系統、數據采集系統和模態分析處理系統3大部分組成。其中試驗激振系統包括信號發生模塊、功率放大器和激振器；數據采集系統包括加速度傳感器、力傳感器、信號放大和智能采集系統。常用的激勵信號包括瞬態沖擊信號、正弦信號、隨機信號、周期信號等。當試驗開始激振器激勵系統結構時
<p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/86StIQz4mKM0M4ia4Ez7ERqBVFPCyF1sYJ1RZqZCbhZnicd0Aq2oASg3UxVvqxZYQq4Yea2MIC7PFgxX9DOykocQ/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><strong>前處理：Altair HyperMesh
本文建立的白車身模型共799 627 個殼單元，827 628 個節點，6 238 個焊點，連接好的白車身模態分析模型如圖 1 所示。
總結
通過應用DEP MeshWorks軟件基于網格變形技術的白車身模態剛度分析、外流場分析及傳力路徑分析，得到了以下結論：
（1) 在概念設計階段開展基于網格變形技術的整車CAE 分析，能夠在前期快速高效的預測整車各方面的性能，及早發現設計缺陷，并找到相對最優的設計方案。
Author: Saba Golshaahi Sumesaraayi; Max Flamm
Translator: 張一丹
摘要
