一种客车车架结构的有限元分析(3)

Dynamic analysis and optimization design of the frame

22 机 电 工 程第27卷

确定结构的固有频率和振型,从而评价现有结构系统的动态特性或在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计或诊断及预报结构系统的故障等

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模态可以分为自由模态、安装模态和运行模态。自由模态分析是指对模型不加任何约束时的模态分析;安装模态分析是指模型在安装后(含有一些位置的约束)的模态分析;而运行模态分析是考虑结构的某个实际运动状态下的模态分析。由于车架的运行状态复杂,无法精确考虑其实际运动中的模态,本研究进行了安装模态分析。

在ANSYS软件中本研究采用分块提取模态的方法(BlockLanczos法)进行模态求解。由于车架低阶模态对其动态特性影响较大,所以笔者分析了车架前8阶模态。各阶频率、幅值如表2所示,振型如图7~图14所示。

表2 车架前8阶振动频率及幅值

阶数1234

频率/Hz幅值/mm阶数8.52811.44613.56613.623

137.671194.153127.919142.517

5678

频率/Hz14.99516.74219.55424.134

幅值/mm150.372267.203185.888117.199

分析结果显示该车架的动态特性为:车架整体上振动刚度低、变形较大,各振型的固有频率较低;最大变形处大都在车架的前部和后部,应采取措施降低前后部位的变形。尤其是第6阶振型(后部一阶扭转),

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