汽車輪轂?zāi)B(tài)分析演示文稿

汽車輪轂?zāi)B(tài)分析演示文稿目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)（優(yōu)選）汽車輪轂?zāi)B(tài)分析目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)一.研究汽車模態(tài)的意義二.模態(tài)分析與汽車NVH問題NVH概念NVH解決的問題NVH特性研究方法三.輪轂實(shí)例分析目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)一.研究汽車模態(tài)的意義使整車中各部件模態(tài)分離，防止各部件之間共振引起的振動(dòng)噪聲問題。是整車中各部件與發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速頻率分離，防止整車中部件在怠速時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)激振而共振。研究各部件模態(tài)頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)階次激勵(lì)中的重合點(diǎn)，防止在重合點(diǎn)出振動(dòng)噪聲放大。研究各部件模態(tài)頻率與路面激振頻率的重合，防止路面激振帶來的振動(dòng)噪聲和平順性問題。研究人體敏感頻率和車身、座椅等系統(tǒng)的頻率重合，增加駕駛員和乘客的舒適度感覺。目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)汽車結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在建立了汽車整車振動(dòng)模型后，汽車結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)成為了可能，其步驟是：建立汽車整車的振動(dòng)模型計(jì)算汽車在各種工況下的振動(dòng)響應(yīng)提出改進(jìn)目標(biāo)函數(shù)，確定應(yīng)該修改的部件結(jié)構(gòu)參數(shù)修改量的計(jì)算以原整車模型為基礎(chǔ)，利用攝動(dòng)法或者其他方法導(dǎo)出經(jīng)過修改過的汽車整車振動(dòng)模型目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)模態(tài)分析在汽車工程的作用模態(tài)分析的最終目標(biāo)是識(shí)別出整車系統(tǒng)以及子系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)，為結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)振動(dòng)特性分析、振動(dòng)故障診斷和預(yù)報(bào)以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。模態(tài)分析的應(yīng)用可以歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：評(píng)價(jià)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的預(yù)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)診斷及預(yù)報(bào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的故障控制結(jié)構(gòu)的輻射噪聲識(shí)別系統(tǒng)的載荷目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)二.模態(tài)分析與汽車NVH問題NVH概念NVH是英文noise（噪聲）、vibration（振動(dòng)）、harshness（聲振粗糙度）的縮寫。NVH反映的是乘員感受到的噪聲、振動(dòng)以及相關(guān)的動(dòng)態(tài)不舒適性。聲振粗糙度描述的是噪聲和振動(dòng)使人不舒適的感覺，因此有人稱之為不平順性。總之，它是人體對(duì)振動(dòng)和噪聲的主觀感受，與振動(dòng)和噪聲的瞬態(tài)性質(zhì)有關(guān)，不能直接用客觀測量方法來度量。目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)NVH問題概述1.噪聲問題主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、進(jìn)排氣噪聲、輪胎噪聲、傳動(dòng)系齒輪嚙合噪聲、車內(nèi)板振動(dòng)噪聲，制動(dòng)噪聲等。2.振動(dòng)問題主要包括乘客感覺到的方向盤、底盤和座椅的抖動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)件的不平衡旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)、曲軸的變動(dòng)氣體負(fù)荷、傳動(dòng)軸萬向節(jié)變動(dòng)力矩引起的振動(dòng)等。3.聲振粗糙度問題降低乘客感受到的汽車非平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)、顛簸、沖擊和刺耳的異常噪聲等引起的不舒適問題。目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)解決NVH問題的方法1.對(duì)振動(dòng)源和噪聲源的控制改善產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的零部件的結(jié)構(gòu)，改善其振動(dòng)特性，避免產(chǎn)生共振；改進(jìn)旋轉(zhuǎn)原件的平衡；提高零部件的加工精度和裝配質(zhì)量，減小相對(duì)原件之間的沖擊與摩擦；改善車身結(jié)構(gòu)，提高剛度等。2.對(duì)振動(dòng)和噪聲的傳遞途徑控制采用阻尼元器件減小振動(dòng)，比如懸架中的扭振減振器，減振彈簧等；分析改進(jìn)元件結(jié)構(gòu)，提高密封性能；采用各種隔音材料的應(yīng)用，研究隔音結(jié)構(gòu)，提高汽車內(nèi)部的隔音性能。目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)NVH特性的研究方法1.多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法主要應(yīng)用于底盤懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)低頻范圍的建模與分析。2.有限元法一方面，可用于研究車身結(jié)構(gòu)振動(dòng)；另一方面，可用于對(duì)車室內(nèi)部空腔噪聲分析。3.統(tǒng)計(jì)能量分析法將系統(tǒng)分解為多個(gè)子系統(tǒng)，研究他們之間的能量流動(dòng)和模態(tài)響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)特性。適用于結(jié)構(gòu)、聲學(xué)等系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析。4.邊界元法研究車體振動(dòng)和車室內(nèi)部空腔噪聲的聲固耦合系統(tǒng)。目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)三.輪轂分析實(shí)例輪轂是汽車的重要部件，由于它不但要承受整車的重量，通過轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎還要承受水平方向的作用力和由路面?zhèn)鱽淼臎_擊力等交變載荷，制動(dòng)力也會(huì)作用在輪轂上，如此復(fù)雜的工作條件使得對(duì)輪轂的要求越來越高。它直接影響汽車的整體行駛穩(wěn)定性、安全性、可靠性、平順性、牽引性及外觀形象，對(duì)汽車整體能源消耗，輪胎的壽命都有較大的影響。為什么進(jìn)行輪轂?zāi)B(tài)分析？目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)輪轂的基本結(jié)構(gòu)輪輞是汽車輪轂上與輪胎直接接觸的部分，起到支撐輪胎的作用。在輪輞的兩側(cè)突起部分有胎圈座和輪緣組成，胎圈座與輪胎的胎圈直接接觸的部分起到支持輪胎半徑方向力的作用；輪緣起到保持并支撐輪胎方向的作用。此外，輪輞上還有放置輪胎氣門嘴的氣門孔。輪輻是連接輪輞與中心孔的部分，起到重要承載作用。它的強(qiáng)度決定了輪轂整體強(qiáng)度。輪輞輪輻螺栓孔中心孔輪轂通常由輪輞和輪輻兩部分組成目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)輪轂的分類

按車輪材質(zhì)：可分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車輪

鋼制輪轂最主要的優(yōu)點(diǎn)就是制造工藝簡單，成本相對(duì)較低，而且抗金屬疲勞的能力很強(qiáng)，也就是我們俗稱的便宜又結(jié)實(shí)。但鋼質(zhì)輪轂的缺點(diǎn)也相對(duì)比較突出就是外觀不夠美觀，重量較大慣性阻力大，散熱性也比較差，而且非常容易生銹。鋁合金材質(zhì)輪轂重量較輕，慣性阻力小，制作精度高，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的變形小，慣性阻力小，有利于提高汽車的直線行駛性能，減輕輪胎滾動(dòng)阻力，從而減少了油耗。合金材質(zhì)的導(dǎo)熱性能又是鋼的三倍左右，散熱性好，對(duì)于車輛的制動(dòng)系，輪胎和制動(dòng)系統(tǒng)的熱衰減都能起到一定的作用。鎂合金材質(zhì)輪轂重量比鋁合金還要輕，慣性阻力更小，制作精度更高，近年來在豪華車型有所應(yīng)用，不過成本比較高，價(jià)格較貴。目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)按輪輻分：有輻板式和輻條式兩類。輻條式：車輪有可分為鋼絲輻條式車輪（A）和鑄造輻條式車輪（B），A輪輞的結(jié)構(gòu)和自行車車輪相同，不過由于價(jià)格昂貴，且維修安裝不方便，故實(shí)際使用并不多；B輪輞是用螺栓和特殊形狀的襯塊固定在輻條上，它多用于重型貨車上。鋼絲輻條式車輪（A）鑄造輻條式車輪（B）目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)輻板式：目前，普通轎車和輕、中型貨車普遍采用輻板式車輪，這種車輪如圖所示，由擋圈、輪輞、輻板和氣門嘴伸出口組成。車輪中用以連接輪轂和輪輞的鋼質(zhì)圓盤稱為輻板，大多是沖壓制成的，少數(shù)是和輪轂鑄成一體，后者主要用于重型汽車。輻板式輪輞是目前應(yīng)用最為廣泛的輪轂形式，它的特點(diǎn)是將輪輞和輪輻鑄成一體，優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、尺寸精度高、某種程度上可以明顯改善車輪的空氣動(dòng)力學(xué)特性，從而降低一部分汽車油耗。輻板式輪轂結(jié)構(gòu)目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)ABAQUS進(jìn)行模態(tài)分析的具體步驟1.部件2.截面3.裝配4.分析步5.相互作用6.載荷7.網(wǎng)格8.作業(yè)（求解）9.可視化（后處理）目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)ABAQUS單位目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)1.部件創(chuàng)建部件1.利用ABAQUS的CAD模塊建模2.外部導(dǎo)入目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)2.截面屬性高端車或者高配車型一般全部用鋁合金輪轂，低檔或者低配車型的則大都使用鋼制輪轂。定義材料屬性選擇鋁合金材料密度為2.7×10-9t/mm3彈性模量為70000MPa泊松比0.33目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)創(chuàng)建材料屬性創(chuàng)建截面屬性指派截面屬性目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)3.分析步進(jìn)入分析步模塊，分析步的類型選擇線性攝動(dòng)分析步，然后選擇頻率分析，特征值求解器選擇lanczos，然后提取10階固有頻率。目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)4.載荷定義邊界條件：在實(shí)際工況中，輪轂軸承是通過法蘭盤輪轂的螺紋孔與螺栓固定聯(lián)接，所以對(duì)所有的螺栓孔處施加全約束。目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)5.網(wǎng)格首先選擇的網(wǎng)格屬性為四面體自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，然后選擇布種密度，根據(jù)實(shí)際劃分的疏密情況全局種子近似全局尺寸設(shè)置為8。目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)單元類型選擇三維實(shí)體四面體C3D10單元類型，即十節(jié)點(diǎn)二次四面體單元目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)6.后處理1階振型（輪輞Ⅰ型同向傾斜振動(dòng)）目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)2階振型（輪輞Ⅱ型同向傾斜振動(dòng)）目前二十六頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)3階振型（輪輞扭轉(zhuǎn)振動(dòng)）目前二十七頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)4階振型（輪輞前后振動(dòng)）目前二十八頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)5階振型（輪輞Ⅰ型反向傾斜的振動(dòng)）目前二十九頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)7階振型8階振型6階振型目前三十頁\總數(shù)三十三頁\編于九點(diǎn)9階振型10