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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。

通過HyperMesh進行有限元建模及前處理，提交OptiStruct求解計算，在HyperView中查看自由模態計算結果，顯示一階非剛體模態頻率為31.74 Hz，如圖2所示。振型為內板中部彎曲，后續更高階模態頻率均高于一階頻率，滿足高于外界激勵24 Hz的要求。

單自由度系統自由振動方程簡化為式中，m為單自由度系統質量，c為系統阻尼，k為系統剛度，x為系統振動位移。舵系統各階模態頻率參數與該自由度的結構剛度有關。對于具有復雜連接結構的舵系統，系統剛度可以計算為式中，k1~kn表示舵系統各傳動部件剛度及部件間連接接觸剛度。

而我們所提取模態的階數即對應要獲取的方程中特征值的個數。實際的分析對象是無限維的，所以其模態具有無窮階。但是對于運動起主導作用的只是前面的幾階模態，所以計算時根據需要指定提取前幾階進行計算。復雜的振動一般都可分解為簡單振動的組合，而且，這些個簡單振動，跟外來的激勵樣式無關，只跟物體的本身的性質以及邊界約束條件有關。

本文以新能源汽車用驅動電機為研究對象，通過對定子鐵芯材料等效計算及電機結構簡化，進行整機自由模態有限元分析。

實際的分析對象是無限維的，所以其模態具有無窮階。但是對于運動起主導作用的只是前面的幾階模態。所以計算時根據需要計算前幾階的。

，進行整機自由模態有限元分析。

可以處理包括流體自由面（Free Surface）的情況，這也是非常常見的一個情況，一個典型問題是譬如單面法向向上的平板，自由面在板的上方，當自由面越來越接近平板時，理論上應該會得到真空中模態結果。

2）建立約束載荷及模態求解階次。方便設置約束可以在上一步中bush建立前即建立該位置的約束，模擬懸置被動側連接到車身作為接地的設置。如果建立13自由度模型，也可以再建立車身的質心node點，并將懸置的點與車身與懸架連接位置點使用rbe2連接到一起。設置求解模態階次應覆蓋動力總成的自由度。3）建立正則模態計算工作步load step。

HyperMesh仿真結果與模態試驗結果一一對應，見表2，但仿真值與試驗值存在一定的誤差。其原因為發動機罩懸掛狀態非完全自由狀態，只是接近自由狀態。此外發動機罩在仿真時的焊點、膠粘處理與實際工藝有一定區別。考慮以上誤差小于5%，有限元模型得到驗證。

質量單元的另一個功能是作為輔助單元使用，在利用hypermesh為ANSYS求解器建模前處理時，涉及到不同零部件單元之間的連接裝配，此時在一些連接單元的節點上需要安放一個單元才能在導入ANSYS計算時正常進行，下面舉實例說明。

個人推薦，如果模型不是特別復雜，應采用方法4模擬油液的計算方法。示例：模型： 箱體和油液兩部分，箱體薄壁件網格劃分：注意濕模態計算需要液體區域和結構區域做共節點處理。并且箱體是薄壁件，想在壁厚方法劃分兩層網格，這里使用hypermesh對網格進行劃分。劃分之前，需要對幾何進行合并處理，形成公共面。

將三維模型導入Hypermesh中進行網格劃分，當然在這里也可直接導入workbench，利用默認的mesh工具進行網格劃分，但是該工具的網格質量無法控制。網格劃分是仿真的基礎，也是較為重要的一步驟，如何劃分高質量網格并非本文重點，不在過多闡述。網格劃分效果如下圖。

Hypermesh 1.模態分析基礎理論 2.模態分析求解方法 3.模態分析結果的解讀及物理意義 4.工程實例1-某擺臂的模態分析 5.工程實例2-某支架的模態分析

HyperMesh 和 OptiStruct 是該軟件包的一部分。關于課程本課程分為 4 個模塊1 維 （1D） 網格劃分 – 用于桿、棒、梁、桁架等元素2 維 （2D） 網格劃分 – 用于板材、塑料部件、鈑金等元素3 維 （3D） 網格劃分 – 用于活塞、發動機、軸等組件。線性靜態分析 – 計算應力、應變、變形等。為什么選擇這門課程本課程將帶您從初學者成為網格劃分和分析的專業人士。