基于MxSim的車輛結(jié)構(gòu)有限元分析 課件 第七章 車輛結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析

第七章：車輛結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析《基于MxSim的車輛結(jié)構(gòu)有限元分析

》本章導(dǎo)讀效果預(yù)覽1

本章介紹了車輛中的諧響應(yīng)的概念及其分析的意義，以減速器箱體為例，全面演示了使用MxSim進(jìn)行車輛結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的過程，包括導(dǎo)入幾何模型、網(wǎng)格剖分、材料定義、截面屬性的創(chuàng)建與賦予、創(chuàng)建剛性連接、單元類型的定義與關(guān)聯(lián)、創(chuàng)建分析工況、施加邊界條件、施加載荷、創(chuàng)建計算任務(wù)、后處理等步驟。本章體現(xiàn)了諧響應(yīng)分析的操作特點(diǎn)，有助于讀者掌握諧響應(yīng)分析的實際操作方法。7.1?諧響應(yīng)分析概述諧響應(yīng)分析(HarmonicResponseAnalysis)用于確定線性結(jié)構(gòu)在承受一個或多個隨時間按正弦(簡諧)規(guī)律變化的載荷時的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一種技術(shù)，分析過程中只計算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)受迫振動，不考慮激振開始時的瞬態(tài)振動。1、諧響應(yīng)分析概念諧響應(yīng)分析的原理基于線性系統(tǒng)的性質(zhì)。線性系統(tǒng)具有輸入和輸出之間的線性關(guān)系，這意味著系統(tǒng)對于任何輸入信號都會有一個確定的輸出響應(yīng)。在諧響應(yīng)分析中，我們將輸入信號設(shè)定為單一頻率的正弦波，并測量系統(tǒng)對于該輸入信號的響應(yīng)。通過改變輸入信號的頻率，我們可以得到系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線2、諧響應(yīng)分析的原理7.1?諧響應(yīng)分析概述3.諧響應(yīng)分析的目的及應(yīng)用諧響應(yīng)分析的目的在于計算出結(jié)構(gòu)在幾種頻率下得響應(yīng)值(通常是位移)對頻率的曲線，從這些曲線上可以找到“峰值”響應(yīng)，并進(jìn)一步考慮頻率對應(yīng)的應(yīng)力。從而使設(shè)計人員能預(yù)測結(jié)構(gòu)的持續(xù)性動力特性，驗證設(shè)計是否能克服共振、疲勞以及其他受迫振動引起的有害效果。其在電力系統(tǒng)、機(jī)械工程、醫(yī)學(xué)應(yīng)用等方面有著廣泛的應(yīng)用價值。

車輛中的諧響應(yīng)分析是指利用計算機(jī)技術(shù)，對車輛的諧響應(yīng)特性進(jìn)行數(shù)值模擬和分析的方法。在車輛運(yùn)行過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)固有頻率與外界激勵頻率及激勵力相吻合時，車身或車內(nèi)的某些部位可能會產(chǎn)生共振，從而產(chǎn)生噪聲，嚴(yán)重時會損壞車輛結(jié)構(gòu)。

諧響應(yīng)分析可以通過模擬車輛在不同速度、不同路況下的簡諧振動響應(yīng)，快速判斷結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的共振頻率范圍，分析車身、車架、懸掛車輪、輪胎等系統(tǒng)的共振特性，以及吸振材料的作用等，從而優(yōu)化車輛的動力學(xué)性能。7.2?實例分析－某減速器箱體的諧響應(yīng)分析7.2.1?實例描述汽車減速器作為汽車動力傳送的關(guān)鍵部件，其性能對整車的正常運(yùn)行及其NVH性能有著極其重要的影響。在汽車運(yùn)行過程中，減速器箱體所受的激勵極其復(fù)雜，當(dāng)激勵的頻率與箱體固有頻率接近或吻合時，箱體會不可避免地發(fā)生共振，嚴(yán)重的會使減速器箱體產(chǎn)生變形，這將影響齒輪的對中效果，導(dǎo)致箱體疲勞破壞，影響齒輪系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，使車輛無法正常工作。一般來說，箱體所受的動載荷對其產(chǎn)生的破壞要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于靜載荷的影響，因此非常有必要對減速器箱體的動態(tài)特性進(jìn)行分析。減速器箱體模型頻響曲線7.2?實例分析－某減速器箱體的諧響應(yīng)分析7.2.1?步驟分析（具體操作）導(dǎo)入幾何圖形1）幾何清理詳細(xì)設(shè)置；2）網(wǎng)格剖分詳細(xì)設(shè)置。網(wǎng)格剖分材料定義截面屬性的創(chuàng)建與賦予1）創(chuàng)建施加約束的剛性連接；2）創(chuàng)建模擬螺栓連接的剛性連接；3）創(chuàng)建用于施加載荷及定義輸出的剛性連接。創(chuàng)建剛性連接單元類型的定義與聯(lián)系1）諧響應(yīng)位移云圖；2）輸出特定節(jié)點(diǎn)處的頻響曲線；3）記錄節(jié)點(diǎn)編號后處理創(chuàng)建計算任務(wù)施加載荷1）創(chuàng)建載荷曲線；2）創(chuàng)建集中力載荷