盧爍

摘要：本文首先介紹了整車有限元模型的建立，文章緊接著闡述了整車模態(tài)仿真分析，最后討論了結構優(yōu)化分析。通過對于皮卡車進行整體建模，在一系列的實驗數據分析條件下，對車身前機艙以及地板模型進行合理分析，并結合自身當前正常運行過程當中存在的一系列問題，提出了結構優(yōu)化的措施。

關鍵詞：皮卡車車身;前機艙;地板模型;模型分析;結構優(yōu)化

引言

整車結構模態(tài)分析是當前汽車研發(fā)當中涉及到的主要領域。根據相關工作人員的實際工作內容可以指導，對于皮卡車車前的設計初期可以對其振型，固有頻率以及結構高度有著足夠的認識，進而合理的避免皮卡車設計過程當中存在的一系列質量缺陷，有效的保證產品擁有足夠的質量水平，滿足后續(xù)的相關設計要求，進而有效地縮短產品設計工作的時間長短，有效的節(jié)省試驗過程當中所需要消耗的經濟費用，更好的保證相關工作人員的開發(fā)產品效率以及開發(fā)產品的可靠性。

1整車有限元模型的建立

相關工作人員通過三維軟件建立整車的數模，然后將三維模型按照某種對應的格式進行合理保存，進而有效地為后續(xù)的接口讀入打好軟件基礎。對建立的整車有限元模型相關工作人員還需要對其進行整車頻率響應分析，主要內容包括側向，扭轉，彎曲等[1]。控制好整車有限元模型當中的激勵點以及響應點分別貫徹落實好對應的ID號。

2整車模態(tài)仿真分析

在確定好了皮卡車整車模型之后，相關工作人員需要將有限元模型放入對應的軟件進行模態(tài)計算分析。根據動態(tài)曲線圖可以得到一系列的數據，動態(tài)曲線圖主要包括扭轉工況頻率響應曲線，彎曲工況頻率曲線以及側向工況頻率響應曲線等[2]。結合圖中曲線所代表的一系列狀況，可以得知座椅模態(tài)對于地板模態(tài)有較大的影響程度，而整車前端模態(tài)的主要影響因素則主要包括車架模態(tài)。總結一系列數據特征，相關工作人員需要采取一系列的優(yōu)化方案，并且有效的確定優(yōu)化結果。盡可能地合理地在車架縱梁與橫梁之間添加桿連接，盡可能地提高車身發(fā)動機激振頻率的實際運行情況。主要是提高車價自身的高度以及模態(tài)，有效的避免模態(tài)耦合現象，進而合理的控制出現共振的可能性[3]。

常見的皮卡車存在的問題，包括在彎曲工況前提下，地板模態(tài)耦合與座椅狀態(tài)以及地板模態(tài)在怠速頻率內存在的一系列相關問題。根據一系列的實際情況，相關工作人員可以知道，地板模態(tài)影響最大的元素是座椅模態(tài)。相關工作人員想要更好的優(yōu)化地板模態(tài)的實際運行情況，需要采取有效措施對座椅進行相關考慮[4]。為了更好地避免發(fā)生高峰值進而出現共振現象，相關工作人員通常采取最為簡單直接的方式，就是有效的降低系統(tǒng)的質量，以達到提高模態(tài)頻率或者增加系統(tǒng)剛性。這種做法可以有效的改善皮卡車車身系統(tǒng)的動力學特征，有效的優(yōu)化當前存在的一系列相關問題。為了更好的減輕目標，車輕量化的一系列相關實際需求，工作人員可以提供不同的優(yōu)化選擇。首先是將座椅連接處，盡可能地從原來的剛性連接轉換成為彈性連接，并且將座椅旋轉高度降低一倍。第2種方法是直接將座椅連接處，從原來的剛性連接有效轉化為彈性連接。兩種方法在不同的實際情況當中有著不同的效果，然而對于想要達到的目的都有著有效的作用[5]。座椅旋轉連接處連接方式的有效改變，可以更好地降低響應峰值。而旋轉剛度降低，在一定程度上有效消除了怠速頻率段內座椅模態(tài)與地板模態(tài)偶合產生的響應峰值。這一現象足以說明座椅模態(tài)當中座椅旋轉剛度對其的影響十分重要，并且也在一定程度上有效表明，這對于地板模態(tài)有著不可忽視的重要作用。座椅縱向異步模型與座椅縱向同步模型的響應峰值，在此條件下都有效消失，并且地板模態(tài)在怠速頻率內的響應峰值也同步消失。

3結構優(yōu)化分析

相關工作人員通過在車架縱橫梁和車架部位增加桿連接來有效提高車價本身的高度以及模型更好地實現，避免狀態(tài)發(fā)生偶合現象，有效的抑制共振結果的出現。結合實際圖紙情況，對優(yōu)化措施進行有效的結構分析可以知道，提高車架本身的剛度以及模態(tài)是有效解決某皮卡車車身前機艙以及地板模型問題的關鍵要素[6]。但是在實際操作過程當中，往往由于車價的優(yōu)化以及輕量化限制，所以一部分有效措施并不能很好的發(fā)揮自身的作用。相關工作人員在車架第三根橫梁以及車架縱梁之間有效地添加桿連接，盡可能地改變車架橫彎以及整車前端扭轉耦合模態(tài)所產生的高峰值在怠速頻率段內消失。

相關工作人員結合自身工作經驗，可以知道影響地板模態(tài)的重要因素，是座椅本身模態(tài)，所以有效的控制好座椅本身的模態(tài)，可以更好的處理地板模態(tài)在怠速頻率段內被激發(fā)出來，而對于產品本身帶來的一系列負面影響。常見的解決方案是盡可能地將座椅在某皮卡車整車中搖擺模態(tài)當中全部控制在一赫茲怠速頻率區(qū)間之外。

4結束語

相關工作人員通過對某皮卡車研發(fā)過程當中，所存在的一系列整車前端垂向彎曲模態(tài)以及車身地板模態(tài)，無法滿足實際的用戶設計需求，這一實際問題進行充分的研究分析，進而合理的通過皮卡車整車的有線源建模以及自由模態(tài)的合理分析，進一步對某皮卡車側向，扭轉以及彎曲等不同的工況整車頻率合理的分析響應。在一定程度上發(fā)現皮卡車整車的實際運行操作規(guī)律，有效地提出了一系列的優(yōu)化措施，進而針對座椅改變座椅連接處當前的剛性連接方式，有效的結合實際情況選擇不同的彈性連接以及其他的并發(fā)模式，更好的保證皮卡車，車前機艙以及地板模型達到相關的設計分析目標。

參考文獻：

[1] 王勖成.有限元法[M].北京：清華大學出版社，2003.

[2] 徐文本，焦群英.機械振動與模態(tài)分析基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.

[3] 宋紀俠，雷明星，董慧利，楊喜紅.某輕型商用車整車模態(tài)有限元分析研究[J].河南工程學院學報：自然科學版，2014，26（2）：50-53.

[4] 張平，雷雨成，高翔，湯滌軍，肖杰.轎車車身模態(tài)分析及結構優(yōu)化設計[J].汽車技術，2006（4）：5-9.

[5] 譚超，王桂龍.基于HyperWorks的某卡車白車身靜剛度分析[J].農業(yè)裝備與車輛工程，2013，51（10）：15-18.

[6] 楊天云，謝晉市，余瑾，汪君臣.基于NX和Hyperworks的汽車座椅結構設計[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2011（11）：47-49.

（作者單位：保定長安客車制造有限公司）