高速列車車體型材結(jié)構(gòu)靈敏度分析研究

，南車青島四方機(jī)車車輛國(guó)家高速動(dòng)車組總成工程技術(shù)山東2661111引靈敏度分析是優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)的重要一環(huán)[1]，可以大大提高優(yōu)化效率。同時(shí)，2靈敏度分析理引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性變化率的方法。從數(shù)學(xué)意義上可以理解為23：若函數(shù)n可導(dǎo)，其一階靈敏度可表示為:S=

=

3以約束6個(gè)自由度的地板型材作為分析算例，尺寸為1500×1200mm，把雙層地板型材分為三個(gè)部分，每個(gè)部分的厚度不同（內(nèi)蒙皮2.5mm、皮3mm、斜筋1.8mm皮皮1構(gòu)優(yōu)化過(guò)，一般不會(huì)對(duì)材料本身的屬性進(jìn)行處理，所以本文主要研究板厚對(duì)靈敏度的影響。從圖2可以看出，就整體趨勢(shì)而言，地板的內(nèi)皮對(duì)靈敏度的影響最2為了驗(yàn)證板厚度對(duì)靈敏度的影響程度，選擇在皮上一點(diǎn)進(jìn)行激勵(lì)，激振力3中的（a）所示。從響應(yīng)曲線可以看出，在942Hz頻率附近有明顯的峰值，經(jīng)過(guò)模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)942Hz84中的（a。對(duì)8階模態(tài)頻率（942Hz）5所示。從圖中可以看出，筋板對(duì)模態(tài)靈敏度的影響為負(fù)值，皮及內(nèi)蒙皮對(duì)模態(tài)靈敏度Mode8（942Hz）附近得振動(dòng)，可以有兩種途徑，減小內(nèi)蒙皮根據(jù)靈敏度分析結(jié)果，將內(nèi)蒙皮厚度減小為2.3mm，在保證激勵(lì)條件相同的3中的（b）3中的（a）可知，增厚后，響應(yīng)點(diǎn)曲線出現(xiàn)峰值的頻段前移了，而且頻譜幅值明顯得到了Mode8942Hz前移925Hz，避開(kāi)了激振頻率，使得振動(dòng)響應(yīng)曲線前移，并且振動(dòng)幅值得到衰減。34皮5Mode8增加斜筋目的。在本文中將斜筋厚度增大為2mm，在保證激勵(lì)條件相同的情況下，重新計(jì)6所示。6可知，通過(guò)基于結(jié)構(gòu)模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)，可以看出增加斜筋厚度，結(jié)構(gòu)的振動(dòng)有很大的改變，不但避開(kāi)了響應(yīng)敏感頻率，Mode8942Hz950Hz7所示，而且振動(dòng)峰值也得到了較大的衰減。8dB所以，通過(guò)靈敏度分析，可以有效的權(quán)衡參數(shù)變量對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，以選擇更4結(jié)參考文[1],曲令晉,白迎春.基于靈敏度分析的客車車身質(zhì)量?jī)?yōu)化研究[J].汽車工程,J.J.Tsay,J.S.Arora.Nonlinearstructuraldesignsensitivity ysisforpathdependentproblems.Part1:General puterMethodsinAppliedMechanicsandEngineering,1990,81:183-208H.Elbanna,L.Carlson.Determinationofaerodynamicsensitivitycoefficientsinthetransonicand icregimes.27thAerospaceScienceMeeting,