車架CAE模態(tài)分析過程

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1、 辛 雨2012年 12月 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 一CAE 分析意義 1.1 模 態(tài) 分 析 的 定 義 模 態(tài) 分 析 實(shí) 質(zhì) 上 是 一 種 坐 標(biāo) 變 換 ， 其 目 的 在 于 把 原 物 理 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 中描 述 的 相 應(yīng) 向 量 ， 轉(zhuǎn) 換 到 “ 模 態(tài) 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) ” 中 來 描 述 ， 模 態(tài) 試 驗(yàn) 就 是通 過 對 結(jié) 構(gòu) 或 部 件 的 試 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 的 處 理 和 分 析 ， 尋 求 其 “ 模 態(tài) 參 數(shù) ” 。 1.2模 態(tài) 分 析 基 本 原 理

2、模 態(tài) 分 析 有 很 多 種 方 法 ， 僅 介 紹 頻 域 法 模 態(tài) 擬 合 的 基 本 原 理 ：經(jīng) 離 散 化 處 理 后 ， 一 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 的 動(dòng) 態(tài) 特 性 可 由 N 階 矩 陣 微 分 方 程 描 述 ：經(jīng) 過 拉 普 拉 斯 變 換 等 處 理 ， 可 得 到 頻 率 響 應(yīng) 函 數(shù) 矩 陣 H()， 該 矩 陣中 矩 陣 中 第 i行 第 j列 的 元 素 r、 r 、 r分 別 稱 為 第 r 階 模 態(tài) 頻 率 、 模 態(tài) 阻 尼 比 和 模 態(tài) 振 型 。 一CAE 分析意義 1.3CAE模 態(tài) 分 析 的 意 義一 個(gè) 系 統(tǒng) 的 模 態(tài) 是 其 系 統(tǒng) 的 固

3、 有 性 能 ， 通 過 模 態(tài) 測 試 和 模 態(tài) CAE分析 都 能 分 析 出 系 統(tǒng) 的 模 態(tài) 。分 析 出 系 統(tǒng) 的 模 態(tài) 后 ， 可 以 根 據(jù) 模 態(tài) 頻 率 之 間 的 解 耦 ， 解 決 模 態(tài) 頻 率相 同 或 接 近 引 起 的 共 振 問 題 ； 可 以 根 據(jù) 模 態(tài) 振 型 ， 合 理 布 置 零 部 件 之間 的 連 接 ； 可 以 根 據(jù) 模 態(tài) 阻 尼 ， 采 取 降 低 阻 尼 的 辦 法 減 小 振 動(dòng) 。進(jìn) 行 CAE模 態(tài) 分 析 可 以 在 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 的 初 期 就 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 的 模 態(tài) 計(jì) 算 分析 ， 而 不 用 等 到 樣 件

4、 制 造 出 來 后 再 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 。 從 而 有 效 的 節(jié) 省 了 人 力成 本 ， 時(shí) 間 成 本 ， 以 及 制 造 成 本 。 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 二 CAE 分析流程 CAD數(shù)模幾何處理網(wǎng)格處理連接單元質(zhì)量檢查建立材料建立屬性建立約束建工作步控制卡片導(dǎo)出計(jì)算CAE結(jié)果 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.1 幾 何 模 型 的 導(dǎo) 入 stp文 件 ，

5、igs文 件 等 標(biāo) 準(zhǔn) 格 式 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.2 幾 何 清 理 板 單 元 ： 抽 中 面 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.2 幾 何 清 理 螺 栓 孔 處 理 ： washer 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.3 網(wǎng) 格 劃 分 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.3 網(wǎng) 格 劃 分 細(xì) 節(jié) 要 求螺 栓 孔 ： R6以 上 的 安裝 孔 以 帶 一 層washer的 至 少 6個(gè) 節(jié)點(diǎn) 模 擬 ， washer寬度 盡 量 與 孔 半 徑 相 等 ；R46的 安 裝 孔 以 4個(gè)節(jié) 點(diǎn) 模 擬 ； R4以 下 的孔 刪 除 ， 只 留 圓 心 。 倒 角 處 理 ： R5以 下 的倒 角 忽

6、略 ， R5以 上 寬 度58mm用 1層 單 元 表 示 ，寬 度 大 于 8mm用 2層 以上 的 單 元 表 示 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.3網(wǎng) 格 劃 分 Element Split-劈 單 元 的 蕩 然 區(qū) 域 和 方 法 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.3網(wǎng) 格 劃 分防 止 干 涉 的 要 求 圓 角 處 理 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.4建 立 材 料常 用 材 料 ：鋼 材 E:2.1e+5NU:0.3RHO:7.85e-9 三 CAE 網(wǎng)格劃分 3.5建 立 屬 性Shell 厚 度 ： TPsolid 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五C

7、AE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 四 CAE 部件連接 4.1 剛 性 連 接 rbe2 四 CAE 部件連接 4.2 螺 栓 連 接 四 CAE 部件連接 4.3 焊 點(diǎn) 連 接 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 五 CAE 質(zhì)量檢查 5.1自 由 邊 檢 查 五 CAE 質(zhì)量檢查 5.2qualityindex檢 查 五 CAE 質(zhì)量檢查 5.3 F10檢 查 五 CAE 質(zhì)量檢查 5.3 質(zhì) 量 一 般 要 求aspect ratio 4skew 40 owarpage 15

8、o45 o angle（ quad） 135 o20 o angle（ tria） 120 ojacobian 0.6 TRIA單 元 數(shù) 6%； 除 結(jié) 構(gòu) 限 制 外 ， 不 允 許 有 兩 個(gè) 以 上 的 TRIA單 元 連在 一 起 。通 用 2D網(wǎng) 格 標(biāo) 準(zhǔn)采 用 10mm， 允 許 出 現(xiàn) 小 單 元 ， 但 最 小 尺 寸 不 能 小 于 2mm。 基 本 參數(shù) 如 下 ：1、 Min size 5mm, max interior angle quad: 1352、 max length 15mm, min interior angle quad: 453、 aspect ra

9、tio 5, max interior angle tria: 1204、 warpage 10 min interior angle tria: 205、 skrew angle: 45 jacobi 0.6 %of trias: 7% 6、 單 元 檢 查 ， 一 定 要 在 HyperMesh模 塊 下 畫 網(wǎng) ， 不 能 在 Nastran模塊 下 。 （ 為 軟 件 BUG） 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.1定 義 約 束自 由 模 態(tài) 不 需 要 定 義 約

10、束 ， 但 前 6階 將 為 自 由 模 態(tài) 。 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.2定 義 載 荷模 態(tài) 不 需 要 定 義 載 荷 。 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.3定 義 模 態(tài) 范 圍使 用 階 數(shù) 定 義 模 態(tài) 范 圍 時(shí) 不 要 忘 記 自 由 模 態(tài) 前 6階 問 題 。 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.4定 義 工 作 步Output-displacement-arguments-argument2Displacement(plot)=all 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.5定 義 控 制 卡 片模 態(tài) 分 析 需 要 定 義 sol和 param兩 個(gè) 控 制 卡 片 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6

11、.5定 義 控 制 卡 片sol控 制 卡 片 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.5定 義 控 制 卡 片param控 制 卡 片 六 CAE 模態(tài)設(shè)置 6.導(dǎo) 出 計(jì) 算導(dǎo) 出 nastran計(jì) 算 文 件 ， 使 用 nastran進(jìn) 行 計(jì) 算 。 一CAE 分析意義二CAE 分析流程三CAE 網(wǎng)格劃分四CAE 部件連接五CAE 質(zhì)量檢查六CAE 模態(tài)設(shè)置七CAE 結(jié)果讀取 七 CAE 結(jié)果讀取 7.1結(jié) 果 導(dǎo) 入使 用 hyperview軟 件 ， 導(dǎo) 入 模 態(tài) 計(jì) 算 結(jié) 果 。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 頻 率 結(jié) 果計(jì) 算 了 20階 模 態(tài) ， 前 6階 為 剛 體 模

12、態(tài) ， 頻 率 為 零 。 計(jì) 算 出 的 第 7階 模態(tài) 頻 率 為 車 架 第 一 階 彈 性 模 態(tài) ， 為 6.07Hz。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型一 扭 ： 6.07Hz， 節(jié) 點(diǎn) X向 在 第 二 第 三 橫 梁 ， Y向 在 各 橫 梁 中 心 位 置 。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型Y向 一 彎 ： 16.11Hz， 節(jié) 點(diǎn) 在 一 二 橫 梁 之 間 和 三 四 橫 梁 之 間 。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型Z向 一 彎 ： 20.73Hz， 節(jié) 點(diǎn) 在 一 二 橫 梁 之 間 和 三 四 橫 梁 之 間 。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型二 扭 ： 28.29Hz。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型局 部 模 態(tài) ： 38.05Hz。 七 CAE 結(jié)果讀取 7.2模 態(tài) 振 型局 部 模 態(tài) ： 38.05Hz。 謝 謝 !