基于NVH的白車(chē)身模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：wkd1106 創(chuàng)建時(shí)間：2019-09-11
基于NVH的白車(chē)身模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的視頻教程
基于Workbench模態(tài)分析的結(jié)構(gòu)優(yōu)化案例
案例分析：通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的模態(tài)計(jì)算，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高固有頻率，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)整體剛度的目標(biāo)。 第一講：模態(tài)分析 第二講：優(yōu)化方法和相關(guān)參數(shù) 第三講：優(yōu)化原理和具體設(shè)置 第四講：后處理 計(jì)算文件包含在附件里面。
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基于NVH的白車(chē)身模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)例教程
模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)定為1-100Hz；下限設(shè)為1Hz，其目的是避免計(jì)算前6階的剛體模態(tài)。本案例考慮到節(jié)約計(jì)算時(shí)間,僅提取了頻率小于50HZ的所有模態(tài)。
前處理：Optistruct 后處理：Hyperview
白車(chē)身一階扭轉(zhuǎn)及一階彎曲模態(tài)識(shí)別（見(jiàn)收費(fèi)內(nèi)容）：
整體一階扭轉(zhuǎn)陣型圖
整體一階彎曲陣型圖
模態(tài)陣型線性疊加
針對(duì)后處理（模態(tài)分析-后處理）中根據(jù)模態(tài)分析輸出的結(jié)果，陣型或者應(yīng)變能云圖采用線性疊加的方法，得到所有任意階數(shù)下線性疊加后的陣型圖或應(yīng)變能云圖。
16階模態(tài)陣型線性疊加圖
凡購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友在操作上有什么疑問(wèn)，都可以私信我，針對(duì)本案例中的操作問(wèn)題我將免費(fèi)為你解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒(méi)意思！
展開(kāi) 模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身自由模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)行白車(chē)身簡(jiǎn)易模型自由模態(tài)分析，考慮到節(jié)約計(jì)算時(shí)間,僅提取前10階模態(tài)。
模態(tài)分析結(jié)果動(dòng)畫(huà)
白車(chē)身分析模型
本案例模型及相關(guān)操作見(jiàn)附件、收費(fèi)內(nèi)容部分，凡購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友，結(jié)合附件中的模型及相關(guān)操作說(shuō)明在仿真操作上還有什么疑問(wèn)，請(qǐng)與我溝通交流。
展開(kāi) 模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身自由模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)定為1-100Hz；下限設(shè)為1Hz，其目的是避免計(jì)算前6階的剛體模態(tài)。本案例主要介紹如何使用Hyperworks+lsdyna進(jìn)行白車(chē)身自由模態(tài)分析，考慮到節(jié)約計(jì)算時(shí)間,僅提取前10階模態(tài)。
前處理：Hyperworks/lsdyna 后處理：Hyperview
白車(chē)身一階扭轉(zhuǎn)及一階彎曲模態(tài)識(shí)別（見(jiàn)收費(fèi)內(nèi)容）：
整體一階扭轉(zhuǎn)陣型圖
整體一階彎曲陣型圖
本案例僅提供模型文件結(jié)果文件及相關(guān)指導(dǎo)，凡購(gòu)買(mǎi)的朋友針對(duì)本案例仿真實(shí)現(xiàn)上有什么疑問(wèn)可以私信，同時(shí)可參考CAE追夢(mèng)者前期發(fā)的帖子《基于Hyperworks白車(chē)身自由模態(tài)分析及模態(tài)陣型線性疊加》中采用optistruct軟件進(jìn)行白車(chē)身自由模態(tài)分析的結(jié)果，進(jìn)而對(duì)比lsdyna與optistruct在計(jì)算模態(tài)分析中的差異。
展開(kāi) 陳亮 謝國(guó)文 田永生 陳曉紅 尤彬波 吳雄偉
廣汽研究院工藝工程部 廣州
摘要：本文借助于基于任意拉格朗日-歐拉（ALE）有限元法的 Altair 擠壓仿真分析模塊 Inspire Extrude 軟件，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段針對(duì)車(chē)身門(mén)檻梁用大型復(fù)雜截面的分流寬展模進(jìn)行正 向穩(wěn)態(tài)擠壓仿真模擬，對(duì)型材出口流速、位移等結(jié)果進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)型材擠出的彎曲、翹曲 等問(wèn)題。同時(shí)基于初步的仿真分析結(jié)果，通過(guò)優(yōu)化初始模具結(jié)構(gòu)中的分流孔、調(diào)整工作帶長(zhǎng) 度等方面，再次進(jìn)行擠壓仿真模擬，得到出口流速趨于均勻的分析結(jié)果。最后對(duì)優(yōu)化后的模 具結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證，實(shí)際表明仿真分析結(jié)果基本與生產(chǎn)一致，縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低 了模具調(diào)試成本。
關(guān)鍵詞：車(chē)身用型材 鋁擠壓 有限元模擬仿真 ALE 有限元
1 概述
近些年，為解決全球氣候環(huán)境的溫室效應(yīng)，降低燃油車(chē)尾氣排放問(wèn)題，全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)不斷發(fā)展。車(chē)身的輕量化是提高電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航里程，解決用戶“里程焦慮”的有效方法之一。在車(chē)身輕量化方案中，鋁擠壓型材以其比鋼更低的密度，相對(duì)于沖壓鋁板更低的制造成本，同時(shí)以具備多車(chē)型平臺(tái)共用的潛力得以在電動(dòng)車(chē)下車(chē)身各類(lèi)梁中得以廣泛應(yīng)用[1]。
由于車(chē)身加強(qiáng)梁類(lèi)擠壓型材（如門(mén)檻梁、中通道和前/后縱梁等）大多具有多型腔、截面大、壁厚薄特點(diǎn)，同時(shí)強(qiáng)度和精度要求高，因此在前期車(chē)身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，對(duì)鋁型材進(jìn)行工藝同步仿真分析具有十分重要的作用。
展開(kāi) 1案例背景：
白車(chē)身剛度一般用靜態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)剛度來(lái)表示，靜態(tài)剛度主要有車(chē)身彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度兩個(gè)方面，動(dòng)態(tài)剛度主要體現(xiàn)在車(chē)身模態(tài)頻率和振型上。由圖1不難看出，白車(chē)身對(duì)于整車(chē)彎扭剛度的貢獻(xiàn)率均高于60%，所以白車(chē)身剛度是滿足車(chē)身結(jié)構(gòu)力學(xué)要求的基礎(chǔ)，合理的靜態(tài)剛度是保證車(chē)身裝配準(zhǔn)確、使用正常和疲勞壽命的前提。白車(chē)身剛度影響著汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、舒適性、行駛平順性以及NVH等各項(xiàng)性能。 同時(shí)汽車(chē)輕量化也是近些年來(lái)汽車(chē)人一直在追求的目標(biāo)。因此在保證白車(chē)身性能滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求時(shí)，盡可能降低車(chē)身質(zhì)量，既能節(jié)省材料成本，也能降低汽車(chē)行駛中的油耗。所以本案例以某汽車(chē)白車(chē)身為例，基于靈敏度分析，以彎扭剛度性能為約束，以質(zhì)量最小為目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行鈑金結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化。
圖1 汽車(chē)部件剛度貢獻(xiàn)率
2.彎扭剛度以及模態(tài)分析過(guò)程
由于汽車(chē)白車(chē)身包含很多細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，一些細(xì)節(jié)或者細(xì)小零件對(duì)于車(chē)身整體性能影響不大，但是會(huì)增加仿真的復(fù)雜程度，因此根據(jù)簡(jiǎn)化要求，對(duì)某車(chē)型白車(chē)身進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，如圖2所示。并按照一般企業(yè)流程，對(duì)幾何模型進(jìn)行有限元前處理，規(guī)范如圖3所示，有限元模型如圖4所示。
展開(kāi) 
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基于NVH的白車(chē)身模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化白車(chē)身結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)白車(chē)身模態(tài)分析車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化擅長(zhǎng)車(chē)身NVH性能優(yōu)化 結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真優(yōu)化水工結(jié)構(gòu)有限元與力學(xué)測(cè)控與儀器 nvh仿真教程-基于白車(chē)身模態(tài)結(jié)果的靈敏度分析基于靈敏度分析的白車(chē)身尺寸優(yōu)化基于hyperworks白車(chē)身自由模態(tài)分析及模態(tài)陣型線性疊加白車(chē)身模態(tài)優(yōu)化白車(chē)身 模態(tài)優(yōu)化基于路譜的白車(chē)身疲勞分析基于路譜的白車(chē)身疲勞分析
基于NVH的白車(chē)身模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最新內(nèi)容
<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
[ 摘要 ] 針對(duì)某企業(yè)多臺(tái)聯(lián)動(dòng) CNC 車(chē)床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問(wèn)題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對(duì)大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過(guò)對(duì) 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[
模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身自由模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板
陳亮 謝國(guó)文 田永生 陳曉紅 尤彬波 吳雄偉
廣汽研究院工藝工程部 廣州
摘要：本文借助于基于任意拉格朗日-歐拉（ALE）有限元法的 Altair 擠壓仿真分析模塊 Inspire Extrude
模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身自由模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板
模態(tài)分析是計(jì)算或試驗(yàn)分析固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型這些模態(tài)參數(shù)的過(guò)程。模態(tài)陣型是體現(xiàn)結(jié)構(gòu)在某一特定頻率下的振動(dòng)形狀，而這種特定陣型所對(duì)應(yīng)的就是模態(tài)頻率。白車(chē)自由模態(tài)分析，即模型不加任何形式的約束下的模態(tài)分析。白車(chē)身模態(tài)分析的分析對(duì)象就是白車(chē)身，又簡(jiǎn)稱(chēng)為BIW, 指焊接車(chē)身的本體部分，包括通過(guò)螺栓連接的碰撞吸能結(jié)構(gòu)，不包括通過(guò)螺栓連接或粘接在車(chē)身本體上的玻璃、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩板、天窗、行李箱蓋以及翼子板
1案例背景：
白車(chē)身剛度一般用靜態(tài)剛度和動(dòng)態(tài)剛度來(lái)表示，靜態(tài)剛度主要有車(chē)身彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度兩個(gè)方面，動(dòng)態(tài)剛度主要體現(xiàn)在車(chē)身模態(tài)頻率和振型上。由圖1不難看出，白車(chē)身對(duì)于整車(chē)彎扭剛度的貢獻(xiàn)率均高于60%，所以白車(chē)身剛度是滿足車(chē)身結(jié)構(gòu)力學(xué)要求的基礎(chǔ)，合理的靜態(tài)剛度是保證車(chē)身裝配準(zhǔn)確、使用正常和疲勞壽命的前提。白車(chē)身剛度影響著汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、舒適性、行駛平順性以及NVH等各項(xiàng)性能。 同時(shí)汽車(chē)輕量化也是近些年來(lái)汽車(chē)人一直在追求的目標(biāo)
1 課題背景
基于仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)理念，進(jìn)行某款白車(chē)身的前期方案設(shè)計(jì)。因?yàn)榘总?chē)身的性能要求包括耐撞性、耐久性及NVH性能，所以在概念設(shè)計(jì)階段，拓?fù)鋬?yōu)化模型也應(yīng)該考慮碰撞工況、彎曲剛度和模態(tài)工況。對(duì)于白車(chē)身多工況優(yōu)化問(wèn)題，可以利用多工況優(yōu)化方法或多模型優(yōu)化方法（MMO）。但是在實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于剛度及模態(tài)線性分析工況，可以獲得比較理想拓?fù)浣Y(jié)果，而對(duì)于高度非線性的碰撞工況，
