重型商用车驾驶室模态分析与拓扑优化研究

发布时间：2016-12-09 20:12

  本文关键词：重型商用车驾驶室模态分析与拓扑优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2009年

重型商用车驾驶室模态分析与拓扑优化研究

陈海潮  

【摘要】： 在设计阶段对重型商用车驾驶室进行模态分析,可以及早的了解其动态特性,为采取恰当的改进措施、确定合理的结构设计方案提供依据。本文首先介绍了模态分析技术与拓扑优化方法的发展现状及其在汽车方面的应用,接着在介绍了模态分析与拓扑优化的相关理论之后,利用HyperMesh建立了某重型商用车驾驶室白车身有限元模型,并运用OptiStruct对其进行自由状态下数值模态参数求解,然后对该驾驶室白车身的实际结构进行试验模态分析,得到了驾驶室实际结构的低阶模态参数,将数值结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元模型的高精确性。针对该驾驶室一阶整体扭转模态频率稍显偏低的问题,建立双层壳单元有限元模型,并结合拓扑优化方法对该驾驶室提出了相应的结构改进建议。最后对该驾驶室的概念模型进行了基于制造工艺约束的多工况拓扑优化研究,为同类车型的开发积攒经验。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U463.81
【目录】：

内容提要4-8

第1章 绪论8-14

1.1 论文研究背景8-9

1.2 模态分析的发展现状及其在汽车上的应用9-10

1.3 拓扑优化的发展现状及其在汽车上的应用10-12

1.4 本文的主要研究内容、意义和研究方法12-14

第2章 模态分析与拓扑优化基本理论14-24

2.1 模态分析基本理论14-17

2.1.1 实模态分析的基本理论14-16

2.1.2 频响函数与模态参数的关系16-17

2.2 模态参数识别方法17-18

2.3 振型相关性分析18

2.4 拓扑优化基本理论18-21

2.4.1 拓扑优化基本方法18-20

2.4.2 拓扑优化数学模型20-21

2.5 小结21-24

第3章 商用车驾驶室数值模态分析24-34

3.1 有限元软件HyperWorks 简介24-25

3.2 商用车驾驶室有限元模型的建立25-29

3.2.1 模型简化26

3.2.2 模型的几何清理26-27

3.2.3 单元类型及单元尺寸的选择27-28

3.2.4 连接方式的模拟28-29

3.2.5 商用车驾驶室白车身的有限元模型29

3.3 商用车驾驶室数值模态分析29-33

3.3.1 数值模态计算结果30-32

3.3.2 数值模态结果分析32-33

3.4 小结33-34

第4章 商用车驾驶室试验模态分析34-48

4.1 模态试验测试系统简介34-35

4.2 商用车驾驶室模态试验35-42

4.2.1 试验结构的支撑方式35-37

4.2.2 激励37-38

4.2.3 激振点和响应点的选择38-39

4.2.4 模态试验中应该注意的事项39-40

4.2.5 驾驶室模态试验40-41

4.2.6 模态参数的识别41-42

4.3 模态试验结果42-43

4.4 计算模态与试验模态对比分析43-45

4.5 振型相关性分析45-46

4.6 误差分析46-47

4.7 小结47-48

第5章 商用车驾驶室模态频率优化48-56

5.1 双层壳单元有限元模型49-50

5.2 驾驶室双层壳单元模型拓扑优化50-53

5.2.1 驾驶室双层壳单元模型模态分析50-51

5.2.2 驾驶室双层壳单元模型拓扑优化51-53

5.3 结构改进建议53-55

5.4 小结55-56

第6章 商用车驾驶室拓扑优化研究56-64

6.1 带有制造工艺约束的多工况拓扑优化数学模型56-57

6.2 商用车驾驶室多工况拓扑优化57-61

6.2.1 商用车驾驶室概念模型57-58

6.2.2 商用车驾驶室典型工况58-60

6.2.3 商用车驾驶室多工况拓扑优化60-61

6.3 商用车驾驶室多工况变优化区域拓扑优化61-63

6.4 小结63-64

第7章 全文总结暨展望64-66

7.1 全文总结64-65

7.2 全文展望65-66

参考文献66-71

致谢71-72

摘要72-74

ABSTRACT74-76

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【引证文献】

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【参考文献】

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【共引文献】

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【同被引文献】

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