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                基于灵敏度分析的白车身右悬置安装点动刚度优化设计

                2021-02-28 00:01:46·  来源:焉知车身与制造工艺  作者:汽车NVH云讲堂
                 
                论述动刚度与灵敏度分析的理论基础,计算白车身的发动机悬置安装点动刚度,以右悬置安装区域的零件板厚为设计变量,建立发动机右悬置安装点就连他动刚度的灵敏度分析他不去找别人模型,通过OptiStruct优化零件板厚使动刚度计算㊣结果达到设计的目标值。1 前言
                论述动刚度与灵敏度分析的理论基础,计算白车身的发动机悬置安装点动刚度,以右悬置安装区域的零件板厚为设计变量,建立发动机右悬置安装点动刚度总部来的灵敏度分析模型,通过OptiStruct优化零件板厚使动刚度计算结果达到设计的目标值。

                1 前言
                随着汽车工业的快速发展,消费者对轿●车舒适性的要求越来越高,轿车的NVH性能在消费者中越一定会大吃一惊来越受重视。白觉醒车身关键点动刚度对车身的振动和疲劳破坏有重要的影响,如果该处动刚度不足会导致轿车发动机在一定频率范围内加速产生ξ明显的轰鸣音,严重影响消费者的舒适性体验。振动源头通过车身传递传给乘客,所以通过优化设计传♀递路径中的车身结构是提高NVH性能的重要方ξ 法。本文对某车型白车身悬他们应该是来杀置安装点动刚度进行计算,发现悬置安装点动刚度不满足目标要求。基于灵敏度分析找『出影响发动机悬置安装点动于阳杰这个字说刚度的薄弱区域进行加强,使最终安装点处的动刚度达到目标要求。

                2 灵敏度分析与动刚度的理论○基础
                在结构↘设计目标达成与优化过程中有许多设计参数可供调整,通过灵敏度分析可︼以快速的识别各个设计参数对设计目标的影响大小,从而避免结构修改中的盲目实力在华夏性,提高设计效率。灵敏度》分析对于结构的设计有重要的作用,基于灵敏度分析可以实现汽车结构的轻量化设计,灵敏度是一个广泛的概念,从数学意义上←讲,若函数F(X)可导,则一阶灵敏度为:
                    动刚度的理论计算可用弹簧一▅阻尼模型进行阐述,其动力学计算公式如下卢队长所示:
                  
                  
                    式中:m为系统质量;c为阻尼;k为静刚度;x为系统位╱移;F为激励力;w为激振频率;Kd为系统的既然来了动刚度。
                    以上为解决了动刚度的理论计算方法, CAE仿真 软件中输出加速度随频率的响应曲线IPI,然后对公式〒进行如下转换,动刚度的计算参照公式。
                  
                    本文结合灵敏度→分析的理论与动刚度的计呵呵我已经给你们找了一处新算方法,通过 仿真 软件建立结构动刚度的灵敏度分析模型,找出最优的结构设计方案。
                3 白车身悬置安』装点动刚度有限元模型
                    如图1所示为白车身◆的有限元网格模型,右悬置安装点如图2所示,设计要求右悬置安装点动刚度X向15000N/mm,Y向5000N/mm,Z向15000N/mm。仿〓真计算时白车身边界条件为无约束自由状态,分别施加X、Y、Z三︾个方向的激励,右悬︾置安装点加速度随频率响应如图3所示,根据公式(6)计算动人刚度值,计算结果如表1所示,其在Y、Z向的动刚度没有达到目∏标要求,尤其Z向离目标差距很大。
                  
                图1 白车身有限元模型但是面对曼斯示意图
                  
                图2 右悬置安装点结构示意图
                  
                图3 右悬置安装点加速度随▲频率响应曲线
                表1 右悬置安装点动刚度(N/mm)计算结果
                4 灵敏度分析与◤优化
                由于右悬置安装点Z向离整个玄金真气也越来越强大目标要求差距较大,针对Z向动刚度进行灵敏度分析,选取右悬↓置安装范围的25个零件板厚作为设计变量如图4所示,考虑通过增加最少的质量成本来达成动刚度的目标要求,以右〓悬置安装点Z向动刚度为约束条件,以白车身的№质量最小化作为目标,优化仿真的操作流程如图5所示,根据不瞒你说公式将对动刚度的约束转换为对加速度响应的我是说约束,如图6所示。OptiStruct优化仿佛占有疯狂计算结果如图7所示,各个零件板厚对动刚度和质量的【灵敏度如图8、9所示,根据灵敏度计算茅山结果,加强或增厚相他对动刚度灵敏度高,即质量小且对动刚度敏感的板件,减薄相对动刚度◇灵敏度低,即质量大且对动刚度不敏感的板件,从而得出最佳优化方↑案。
                  
                图4 灵敏度分析的零件事情我可不干示意图
                  
                图5 仿真分析流程图
                  
                图6 建立动刚度相关的加速度响应与约束示意图
                  
                图7 优化后零件板〖厚云图
                图8 动刚度灵敏度示意图
                  
                图9 质量灵那人听到同伴如此说话也张大了眼睛敏度示意图
                结合仿真优化的计算结果同时考虑到汽车行Ψ 业常用的板材规格与冲压工艺要求,将优化后的板厚结果进行调整,如下表2所示。
                表2 零件板厚优∑ 化结果
                  
                表3 右悬置安装点动刚度(N/mm)优化计算结果雷符吧
                   
                图10 优化后安装点加速度随频率响应曲线
                通过优化⊙仿真调整板厚后的右悬置安装点动刚度计算结果如表3所示,三个方向X、Y、Z三个方向的动刚显眼度均满足要求,在白车身增重3.0%的情况下,动刚度提升了接①近50%,实现了NVH性能提升的目的。
                5 结论
                针对白车身右悬置安装点动刚ㄨ度的目标要求,以安装ㄨ区域的零部件板厚为设计变量,建立悬置安装点动刚度的灵敏度笑呵呵分析模型,计算出各个零部件对动刚度的灵敏度,根据灵敏度优化零件板厚,最终使得右悬置♀在X、Y、Z三个方向的动刚度均满足要除非他求。该方法对白车身其余安装点动刚度的优化提升具有事情放在心上指导意义。