固有频率在车轮设计有限元分析中的应用.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 一 画 计算机应用 固有频率在车轮设计有限元分析中的应用 李力重，王 军 (中信戴卡轮毂制造有限公司研发中心，河北 秦皇岛 066003) 摘 要：以三维软件进行车轮造型，用CAD软件建立固有频率分析数学模型，对车轮固有 频率进行分析和处理。结合其他试验的分析，对车轮进行优化设计。 关键词：有限元分析；固有频率；计算机辅助设计 中图分类号：TP391．72 文献标识码：B 文章编号：1673-3320(2008)05—0038—03 Application of Inherent Frequency in FEM of Wheel Design LI Li—zhong．WANG Jun (Research Centre ofZhongxin-Decca Wheel-hub Mfg．Co．，Ltd．，Qinhuangdao 066003，China) Abstract：With 3D modeling of wheel，the inherent frequency model was created in CAD software． After the calculation of inherent frequency and combined with other analysis and testing，the wheel design is optimized． Key words：FEM；Inherent frequency；CAD 汽车作为现代交通和代步工具，已不仅仅局 器检测和有限元分析得到。在设计时对车轮的固 限于整车的安全性，对乘坐舒适性和行使平稳性 有频率进行有限元分析，根据测定条件建立相应 的要求也越来越高。轮毂的固有频率 (固有频率 的分析模型，施加相应的约束，可以很快算出车 及振型)与路面载荷的关联作用是产生路面噪声 轮的固有频率和各阶振型。 和振动的重要影响因素。因此，控制轮毂的固有 通过研究表明影响车轮固有频率主要因素有 频率，特别是固有频率在合理的取值区问是汽车 材料 (弹性模量和密度)、约束情况 (有约束和 整车厂和配套供应商共同关注的问题。 无约束)、结构等。通过改善工艺条件，可以适 传统的车轮设计只考虑车轮的强度，只要满 当改善材料的弹性模量和密度，从而改变车轮的 足冲击、弯曲疲劳和径向疲劳试验的要求即可， 固有频率和振型。但是材料性能的提高毕竟是有 而车轮的固有频率却几乎没有考虑。当车轮与整 限的。在材料性能不变的前提下，改变车轮的结 车发生共振时，对整车行驶的平稳性将产生很大 构，可以有效改善车轮的频率和振型。 的影响，会因此产生振动，不但影响乘坐的舒适 下面是一个车轮的有限元分析过程。基本步 性，而且还会对整车产生破坏性损伤。现今许多 骤和其他试验的有限元分析是一样的要求：前处 汽车厂越来越重视的车轮固有频率研究，与车轮 理 (划分网格、施加边界条件)，计算，后处理 刚性一样，是车轮本身固有的特性，可以通过有 (各阶振型模态的判读、固有频率值的判读、输