泡沫铝车架填充前、后动态特性的有限元分析一

车架的模态分析

模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态都具有其特定的固有频率、阻尼比和振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析的过程就称为模态分析。模态分析是研究结构动力特性的一种方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。如果这个分析过程是由有限元计算的方法取得的，则称之为计算模态分析：如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，则称其为试验模态分析。通常情况下，模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构体在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可能预言结构在此频段内受到外部或内部各种振源作用下的实际振动响应。因此，模态分析是结构动态设计及设备故障诊断的重要方法。

在机械设计中研究机械振动的问题，首先要考虑的便是如何避免共振。具体的机械结构可以看成是多自出度的振动系统，具有多个固有频率。结构的模态是有结构本身的材料和特性决定的，与外在载荷无关。结构在任意初始条件及外载作用下的强迫振动都可以按这些结构强迫振动的线性组合构成。所以结构的模态分析是结构强迫振动的基础。

车架是一个多自由度弹性振动系统，作用于这个系统的各种激扰力即使是汽车产生复杂振动的动力源。对于汽车来说，引起其激扰力的因素可分为汽车行驶果面不平度对车轮作用所产生的随机振激和发动机运转时活塞往复惯性力同工作冲程燃烧爆发压力所引起的简谐激振两类。当这些激振力的激振频率同车架的某一固有频率相同时,便产生了共振，从而使车架上的某些部分产生共振载荷，这些数值很大的共振载荷极其容易造成车架损坏。所以车架要保持良好的动态性能，必须遵守其固有频率和振型.避开常见的激振力频率的要求。本章采用ANSYS软件对填充前后的车架的模态进行分析，并进行对比，以便验证填充后的车架具有更好的动态特性。