汽車(chē)底盤(pán)的應(yīng)力計(jì)算和模態(tài)分析

1、汽車(chē)底盤(pán)的應(yīng)力計(jì)算和模態(tài)分析MOHAMADTARMIZIBINARBAIN在部分符合機(jī)械工程與汽車(chē)工程學(xué)士學(xué)位授予要求所提交的報(bào)告機(jī)械工程學(xué)院馬來(lái)西亞彭亨大學(xué)2008年11月監(jiān)事聲明我們?cè)诖寺暶魑覀儥z查過(guò)此項(xiàng)項(xiàng)目，并且此項(xiàng)研究符合機(jī)械工程和汽車(chē)工程學(xué)學(xué)士學(xué)位的申請(qǐng)范圍和品質(zhì)要求。簽字：監(jiān)事姓名職位：日期簽字：陪審員姓名職位：日期學(xué)牛聲明我在此聲明，在本論文的工作中，除了已正式承認(rèn)的摘要和概述外，都是我自己的工作。論文還沒(méi)有被接受任何學(xué)位，并沒(méi)有同時(shí)提交申請(qǐng)其他學(xué)位。簽字：姓名:MOHAMADTARMIZIBINARBAINID號(hào)：MH05013日期：獻(xiàn)給我摯愛(ài)的雙親ARBAINBINHAJIT

2、UMIN,SAEDAHBINTIDENAN,謝謝你們?cè)谶@一段期間對(duì)我的支持和豉勵(lì)致謝Alhamdulillah,我要感謝我的父母(ArbainbinHajiTumin和SaedahBintiDenan),姐姐(Nursuliha),兄弟(MohdFitri和MohdAdibFarid)的推動(dòng)，支持，激勵(lì)我去追求更高的教育，最終促使我飛越全國(guó)來(lái)追求這個(gè)級(jí)別的機(jī)械項(xiàng)目。我衷心感謝MohdShahrirBMohdSan先生同意做我的導(dǎo)師，并給予我完成這個(gè)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。我也對(duì)他的支持和指導(dǎo)我擴(kuò)展想法表達(dá)表示感謝。MohdShahrirBMohdSan先生對(duì)于我在完成這個(gè)項(xiàng)目中尋找?guī)讉€(gè)問(wèn)題的解決方法非常有

3、幫助。對(duì)于他所付出的時(shí)間和耐心，我表示感謝。我要感謝AhmadSyahrizanBinSulaimarWi和DawThetThetMon博士為我完成此項(xiàng)目提供了所需要的技術(shù)資料。不能忘記，應(yīng)給予我的委員會(huì)成員特別感謝。我要感謝他們的意見(jiàn)和建議，這對(duì)于是否成功完成該項(xiàng)目至關(guān)重要。所有他們的幫助對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的成功都意義重大。摘要底盤(pán)是在汽車(chē)行業(yè)中使用的重要部分之一，每個(gè)車(chē)的乘客都有它。這種結(jié)構(gòu)是汽車(chē)的主要部分，而且汽車(chē)外形也取決于底盤(pán)。作為一輛汽車(chē)的重要組成部分，底盤(pán)對(duì)汽車(chē)的性能有相當(dāng)大的影響。也被稱(chēng)為車(chē)輛的“骨干”，將受到機(jī)械沖擊，振動(dòng)和故障的一些組成部分和共振問(wèn)題所引起最糟糕的結(jié)果。因此，底盤(pán)的

4、動(dòng)態(tài)特性預(yù)測(cè)具有重要意義，以確定結(jié)構(gòu)的固有頻率，以確保工作頻率低于底盤(pán)的周有頻率，以避免引起共振，并測(cè)定底盤(pán)在接收負(fù)載時(shí)的應(yīng)力分布。關(guān)于汽車(chē)底盤(pán)實(shí)驗(yàn)分析的有限元建模問(wèn)題，解決自然頻率的分析（模型）采用FEMPROALGOR軟件。試驗(yàn)和計(jì)算的模型參數(shù)的對(duì)比表明該方法的有效性。結(jié)果表明，第一撓度對(duì)應(yīng)第一自然頻率（50.56赫茲），第一扭矩對(duì)應(yīng)第二自然頻率（62.10赫茲），混合著第三自然頻率（83.25Hz）和第二彎曲對(duì)應(yīng)第四自然頻率（91.89赫茲）。該線性材料的應(yīng)力分析的模型，以確定接收負(fù)載時(shí)底盤(pán)上的壓力分布和所有正常情況下的作用于在聯(lián)合部分問(wèn)題最大應(yīng)力，但該值計(jì)算是基于鋼材的許用應(yīng)力為300

5、兆帕斯卡。符號(hào)清單0mz固有頻率/Naturalfrequency集合/Mass總應(yīng)力，巾范參數(shù)/Totalstrain,BandwidthparameterftH()頻率/Frequency時(shí)間/Time頻率響應(yīng)函數(shù)/FrequencyResponseFunction(FRF)應(yīng)力范圍/StressrangeAISIASTMCADCAEDOFFEFFTFRFSAE縮寫(xiě)詞AmericanIronandSteelInst讓ute美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)AmericanSocietyforTestingandMaterials慶國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)Computer-aideddesign算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Computer

6、-aidedengineering計(jì)算機(jī)輔助工程Degree-of-freedom/自由度Finiteelement盾限元FastFouriertransform快速傅立葉變換Frequencyresponsefunction率響應(yīng)函數(shù)SocietyofAutomotiveEngineers力氣車(chē)工程師學(xué)會(huì)第一章緒論1.1緒論幾乎每年，每一個(gè)汽車(chē)制造生產(chǎn)新設(shè)計(jì)的影響車(chē)輛對(duì)別人競(jìng)爭(zhēng)為他們制造。這就意味著車(chē)輛在當(dāng)今的生活方式變得越來(lái)越重要。這樣的車(chē)輛的功能是用來(lái)轉(zhuǎn)讓或讓人從一個(gè)地方到另一些地區(qū)與既安全又舒適。這兩個(gè)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施在每個(gè)建設(shè)的汽車(chē)。所有這些汽車(chē)創(chuàng)造了一般都是通過(guò)道路，每個(gè)地方的連接

7、世界和它建立土地跟地球地面輪廓。當(dāng)福特公司使他的第一輛車(chē)，汽車(chē)底盤(pán)是由木材。在1910年，關(guān)于的鋼材和鋁材被作為底盤(pán)汽車(chē)領(lǐng)域工業(yè)革命影響今年初開(kāi)始用的兩個(gè)森林和鋼作為該材料的底盤(pán)。在1930年的創(chuàng)造了技術(shù)能改善鋼類(lèi)型和它來(lái)提高底盤(pán)結(jié)構(gòu)在保修期內(nèi)增加和減少的剛度、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。正因?yàn)槟强蚣艹浞謴匿撹F。底盤(pán)還收到的振動(dòng)與內(nèi)部和外部力量出那輛車(chē)。路上撞，負(fù)載的乘客，振動(dòng)引擎可以與別人的來(lái)源，內(nèi)部和外部力量失敗的體制是激勵(lì)與自然的自振頻率底盤(pán)和創(chuàng)造共振。共振舉辦第一。兩種條件下模式和第二彎曲扭擺及每反復(fù)自然頻率水平1。由于資料幾乎相同的不同,不同為每個(gè)底盤(pán)來(lái)自底盤(pán)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目背景底盤(pán)的主要成分之一，因?yàn)樗?/p>

8、以考慮車(chē)輛影響的評(píng)價(jià)，一輛汽車(chē)。這可以看它什么時(shí)候受機(jī)械沖擊和振動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致失敗后，成分限制，它也可以汽車(chē)關(guān)鍵問(wèn)題，諸如汽車(chē)可以在崩潰導(dǎo)致在奔跑時(shí)，從共振。當(dāng)激勵(lì)諧振發(fā)生一樣自然頻率的底盤(pán)和重要的決定自然頻率的結(jié)構(gòu)避免這種情況2。有限元建模和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)分析了影響熱應(yīng)力的機(jī)械負(fù)載和部分或應(yīng)用資料使用該體系。這也工具來(lái)識(shí)別領(lǐng)域的壓力濃度易機(jī)械或熱破壞之前制造和測(cè)試。它是新方法的參數(shù)定義保存和短的時(shí)間，因?yàn)闆](méi)有廢物樣本的資料將生產(chǎn)和效果更加顯著準(zhǔn)確。計(jì)算是很重要的3證，從而使評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)自方法的可行性。摘要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，也能定義性能的結(jié)構(gòu)采用模態(tài)分析5。所以，預(yù)測(cè)的動(dòng)力特性底盤(pán)具有十分重要的意

9、義。摘要利用三維有限元分析關(guān)于建模問(wèn)題汽車(chē)底盤(pán)的實(shí)驗(yàn)分析的演講。這研究了建模方法的計(jì)算都使用廣泛將它比作實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。比較了模態(tài)參數(shù)來(lái)自實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明了方法的有效性。執(zhí)行1計(jì)算應(yīng)力分析和線性資料類(lèi)型分析發(fā)現(xiàn)的應(yīng)力集中汽車(chē)底盤(pán)點(diǎn)。這一點(diǎn)，那就是來(lái)自應(yīng)力分析可以用決定網(wǎng)站結(jié)構(gòu)能夠承受負(fù)荷力和振動(dòng)。解題狀態(tài)現(xiàn)在成長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)給影響生活方式。大多數(shù)人親自想要自己開(kāi)車(chē)去驅(qū)動(dòng)他們的工作的地方。每個(gè)人都知道，汽車(chē)有身體負(fù)載端進(jìn)行和重量。汽車(chē)車(chē)身由兩部分組成：底盤(pán)和車(chē)體或上層建筑。汽車(chē)用戶很少意識(shí)到這底盤(pán)函數(shù)將負(fù)荷和體重包括旅客對(duì)全身適當(dāng)?shù)奈恢茫苑€(wěn)定的車(chē)。別人功能這輛車(chē)底盤(pán)也要承受振動(dòng)來(lái)自機(jī)械部件在汽車(chē)和振動(dòng)

10、從外的車(chē)如道路阻尼7。鋼汽車(chē)底盤(pán)的材料。它被廣泛應(yīng)用于底盤(pán)制造在汽車(chē)制造。傳統(tǒng)的底盤(pán)架，壓的成員，可以考慮結(jié)構(gòu)作為梁格。這底盤(pán)包括cross-members位于臨界壓力的承受能力提供底盤(pán)結(jié)構(gòu)箱型結(jié)構(gòu)吸收的影響所有角度。為原料，使用底盤(pán)一樣，根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)在他們的設(shè)計(jì)中增加了汽車(chē)的性能，這讓每個(gè)底盤(pán)設(shè)計(jì)有其優(yōu)勢(shì)。本文進(jìn)行了有限元分析確定壓力和模態(tài)參數(shù)的汽車(chē)底盤(pán)和結(jié)果進(jìn)行比較。§驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。該模型特定形狀和遵循尺寸的實(shí)際模型。找點(diǎn)的應(yīng)力底盤(pán)分析了它能夠抵擋負(fù)荷提供安全的乘客汽車(chē)。重要的模態(tài)參數(shù)的確定應(yīng)有確保工作頻率低于車(chē)底盤(pán)的固有頻率,避免了共振3。設(shè)計(jì)目標(biāo)有幾個(gè)目標(biāo)對(duì)于計(jì)算應(yīng)力和語(yǔ)氣汽

11、車(chē)底盤(pán)的分析有：a。計(jì)算應(yīng)力分析，利用有限元分析汽車(chē)底盤(pán)的遏阻應(yīng)力馮錯(cuò)過(guò)汽車(chē)底盤(pán)的分布bo計(jì)算的模態(tài)分析determents底盤(pán)的車(chē)型模態(tài)參數(shù)如固有頻率和振型的汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍從一開(kāi)始這個(gè)項(xiàng)目?jī)H限于目的不推薦也也是大或過(guò)于廣泛，蓋的，重要的是要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)范圍這個(gè)項(xiàng)目。范圍計(jì)算應(yīng)力和汽車(chē)底盤(pán)的模態(tài)分析:-一）設(shè)計(jì)-創(chuàng)建三維建模的利用電腦輔助設(shè)計(jì)汽車(chē)底盤(pán)。b）分析i、線性資料的應(yīng)力分析發(fā)現(xiàn)汽車(chē)底盤(pán)的應(yīng)力II。線性自然頻率（模態(tài)分析汽車(chē)底盤(pán)的發(fā)現(xiàn)出振型和固有頻率的汽車(chē)底盤(pán)。章節(jié)大綱第一章描述了計(jì)算的目的壓力和模態(tài)分析汽車(chē)底盤(pán)的范圍、發(fā)展目標(biāo)和模態(tài)測(cè)試。本章也定義問(wèn)題，可以引導(dǎo)的計(jì)算分析。第2章解釋

12、了基礎(chǔ)的模態(tài)試驗(yàn)和有限元分析的信息包括重要的模態(tài)分析車(chē)架結(jié)構(gòu)。這一點(diǎn)是很重要的。研究模態(tài)測(cè)試的基本概念兩側(cè)因?yàn)檫@兩種結(jié)果使用計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了第3章中描述的程序或的指導(dǎo)，以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)或本文的目的的仿真。這一章將解釋階段的模擬在開(kāi)始從設(shè)計(jì)模型，詳細(xì)的程序和工具來(lái)執(zhí)行模擬。第四章提供這些操作的結(jié)果的仿真分析和探討每一個(gè)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬的結(jié)果結(jié)果顯示、收斂速度測(cè)試。選擇了合適的嚙合可以找到百分比在這一章中出現(xiàn)。第五章代表總結(jié)整個(gè)模擬方案包括未來(lái)研究建議汽車(chē)底盤(pán)。這部分第1章聯(lián)系起來(lái)那些目的檔案或者相反。設(shè)計(jì)圖標(biāo)傳統(tǒng)的甘特圖的目的是顯示時(shí)間和持續(xù)時(shí)間在一起工作實(shí)施。這個(gè)原因傳統(tǒng)的

13、甘特圖為了保證等方面的進(jìn)展流動(dòng)，它可被稱(chēng)為附錄A和附錄B中第二章文獻(xiàn)研究介紹本章詳細(xì)講述基本的模態(tài)試驗(yàn)和有限元分析信息的遏阻的理由模態(tài)參數(shù)對(duì)框架結(jié)構(gòu)。它研究也很重要，基本概念的模態(tài)測(cè)試兩側(cè)的方法呢因?yàn)檫@兩種結(jié)果用來(lái)驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果。模型分析模態(tài)分析研究的就是，影響結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性在振動(dòng)模態(tài)分析。也就是眾所周知的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析（EMA）測(cè)試與分析領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)和/或液體興奮時(shí)，由一個(gè)輸入3。參數(shù)來(lái)描述結(jié)構(gòu)等自然特色的頻率、阻尼與模態(tài)。模態(tài)域分析領(lǐng)域成為結(jié)構(gòu)振動(dòng)將有助于我們理解。在正常操作條件下，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜組合抹上其模態(tài)。通過(guò)分析模態(tài)，就有可能有更深的了解類(lèi)型的振動(dòng)結(jié)構(gòu)可能會(huì)展覽。模態(tài)分析也減少了

14、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，分析了不易形成一single-degree-of-自由系統(tǒng)，可以很容易理解。在實(shí)踐中，一個(gè)建筑的自然頻率不能被定義，直到震動(dòng)，打在某種程度上，或激動(dòng)3。作為以往物理、系統(tǒng)需要一個(gè)輸入得到回應(yīng)。物理測(cè)試激動(dòng)的頻域模態(tài)的制度和措施的反應(yīng)。2.1輸入來(lái)自力量和輸出容易描述支持模態(tài)分析喜歡平板自由恒力應(yīng)用在板顯示在圖將測(cè)量傳感器在反應(yīng)附加在盤(pán)子里。圖表2-1簡(jiǎn)易板和激勵(lì)/反應(yīng)模型人們會(huì)認(rèn)為當(dāng)一個(gè)力在一個(gè)靜態(tài)的感覺(jué)會(huì)產(chǎn)生一些在靜態(tài)變形盤(pán)子中。但事實(shí)是力量，適用于板是不同的在一個(gè)正弦時(shí)尚。一定勢(shì)力的振動(dòng)頻率相同的常數(shù)動(dòng)力使用的輸入數(shù)據(jù)。那里的速度就會(huì)改變振蕩的頻率，但峰力總是相同的價(jià)值，唯有振

15、動(dòng)的速度的力量將會(huì)改變。測(cè)量的響應(yīng)特性，并對(duì)激發(fā)由于板與加速度計(jì)納入板的角落，圖2.2，結(jié)果表明，振幅改變的機(jī)率輸入解振動(dòng)的改變4。將會(huì)有增加以及在不同時(shí)間點(diǎn)振幅下降改變。這個(gè)結(jié)果與預(yù)期應(yīng)用以來(lái)恒力對(duì)系統(tǒng)，然后振幅隨振動(dòng)的速度輸入的力量。圖表2-2簡(jiǎn)易板響應(yīng)圖2.2二的反應(yīng)表明，我們應(yīng)用了一種力量與速度振蕩使接近自然頻率或共振該系統(tǒng)的頻率時(shí)達(dá)到最大的速度在振蕩諧振頻率的制度。這一切發(fā)生的時(shí)候因?yàn)橄嗤姆逯盗凸駝?dòng)正在發(fā)生變化。時(shí)間數(shù)據(jù)提供了非常有用的信息，如在圖2.2,但在模態(tài)頻域進(jìn)行分析計(jì)算系統(tǒng)將由于更有用的依靠頻率值。工程師將用模態(tài)分析理論振動(dòng)的預(yù)測(cè)從結(jié)構(gòu)有限元模型。第一步是要代表結(jié)構(gòu)作為一個(gè)理論集彈簧群眾；然后開(kāi)發(fā)一套矩陣方程描述整個(gè)結(jié)構(gòu)。然后應(yīng)用數(shù)學(xué)算法提取矩陣對(duì)振結(jié)構(gòu)的共振頻率1。所有這些理論工作產(chǎn)生非常實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，它允許預(yù)言的模態(tài)響應(yīng)結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)和解決潛在問(wèn)題在設(shè)計(jì)之初的過(guò)