半挂牵引车整车模态分析

２０１０年２月噪声与振动控制第１期文章编号：１００６．１３５５（２０１０）０１４）０４８－０３

半挂牵引车整车模态分析

朱轶，张代胜，陆昌年

（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９）

摘要：着重针对某半挂牵引车整车进行模态分析。首先通过ＵＧ对牵引车整车建模，然后运用ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ对模型进行网格的划分生成整乍有限元模态分析模型，最后对其进行模态分析，得到系统的各阶模态，并按照实际情况对模态参数进行分析。有限，亡模态分析结果表明该牵引车整车结构固有频率能有效避开各种激励源频率，避免发生共振现象。

关键词：振动与波；模态分析；同有频率；半挂牵引车

中图分类号：Ｕ２７文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—１３５５．２０１０．０１．０４８

ＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＳｅｍｉ－Ｔｒａｉｌｅｒ

ＺＨＵＹｉ，ＺＨＡＮＧＤａｉ—ｓｈｅｎｇ，ＬＵＣｈａｎｇ－ｎｉａｎ

（ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｓｅｍｉ．ｔｒａｉｌｅｒｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ａｔｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｅｍｉ－ｔｒａｉｌｅｒｉｓｂｕｉｈｂｙｕｓｉｎｇＵＧ．Ｔｈｅｎ．ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｍｅｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓｆｏｒｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａ—ｎａｌｙｓｉｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ．ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅａｎａｌｙｓｉｓｉＳｄｏｎｅｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｏｆｔｈｅｓｅｍｉ．ｔｒａｉｌｅｒａｌｅｏｂｍｉｎｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆｔｈｅｓｅｍｉ．．ｔｒａｉｌｅｒａｌｅｑｕｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆａｌｌｔｈｅｅｘｃｉ．．ｔａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓ．ＳＯｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｗａｖｅ；ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｓｅｍｉ—ｔｒａｉｌｅｒ

振动现象是汽车行驶中无法避免的问题之一。强烈的振动会造成结构的共振或疲劳从而破坏结构，而不合适的振动会对人的驾驶和乘坐造成极大的不舒适感，冈此有效的控制好汽车的振动不仅可以延长汽车的使用寿命，更可以是使汽车的ＮＶＨ性能得到大大提升，从而提高产品的市场竞争力。模态分析是有效对汽车振动进行控制的手段。为了避免类似共振、噪声过大等不良现象，确保汽车使用的安全可靠，需要知道结构振动的固有频率及其相应的振型。对于整车结构来说，受到来自路面、发动机、传动系统等的激励而产生振动，整车结构要兼顾造型、布置以及动态特性等要求。良好的动态特性是结构设计的关键要素之一。通过开展整车结构的模态频率及振型分析可以预测整车结构

收稿日期：２００９一０４—０２：修改日期：２００９一０４—２ｌ

作者简介：朱轶（Ｌ９８４一）。男，江苏启东人，研究生。

Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｈｕｙｉ一３０３＠１６３．ｅｏｍ与传动系统、路面激励等发生相互影响的可能性，从而通过结构的合理设计避开共振频率。

有限元模态分析方法是辨识汽车的结构动态性能的一种有效的手段，在汽车车架或整车动态性能研究中得到了广泛应用。本文采用有限元方法对某半挂牵引车整车结构进行模态分析，识别出整车结构的模态参数，为进一步研究整车振动、疲劳、噪声等奠定了基础，也为整车结构的优化设计提供了参考依据。

１模态分析的理论基础

为了对丁程中的实际结构进行动力分析，一般将连续结构离散化为一个具有ｎ个有限自由度的多自由度离散系统。对于一个ｎ自由度线性定常系统，其基本振动方程可写为

［肘］｛｜）｜｝（￡）｝＋［ｃ］｛宕（ｔ）｝＋

［Ｋ］｛ｘ（￡）｝＝｛Ｆ（￡）｝（１）

万方数据