基于ansys 的轿车副车架动力学拓扑优化.pdf

浙江理工大学学报(自然科学版),第31卷,第1期,2014年1月
Journal of Zhejiang Sci-Tech University (Natural Sciences)
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文章编号
:1673-3851 (2014)01-0020-04
基于的轿车副车架动力学拓扑优化
ANSYS
杨章程,陈丽丽,李剑敏
(浙江理工大学浙江省机电产品可靠性技术研究重点实验室,杭州 310018)
摘要
:以上海大众某车型的前副车架为研究对象,建立了副车架的有限元模型,通过 ANSYS进行自由模态试
验,验证了模型的准确性;对副车架进行频率拓扑优化,根据得到的拓扑密度云图对副车架模型进行了参数优化,模态
分析计算的结果表明优化后副车架的振型与原模型保持一致,低阶固有频率有显著提升,固有频率得到了优化。
关键词:模态分析;拓扑优化;模态试验
中图分类号文献标志码
: :A
上起着承载减振和集成零件的作用注意到副车
引言、。
0 架为钢板冲压焊接结构因此采用壳单
, SHELL63
近年来国内外学者在以频率为优化目标进行优元进行网格划分。副车架材料为汽车结构钢,弹性
化方面进行了诸多研究并在结果上达成了优化目模量为泊松比为密度为
, 206GPa, , ,
的年等[]选用轻型车设置单元格最小尺寸为副车架总共划分为
。2002 ,Chandrasekaran A K 1 5 mm,
车架的前三阶振动频率作为优化目标进行多步拓个单元节点建立的有限元模型如图
, 26 153 ,77 218 ,
扑优化得到型横梁的最优拓扑结构年所示
X 。2007 , 1 。
[]针对某车型出现悬架系统上控制臂的应
Laxman2
力太高、一阶固有频率太低的问题来对悬架控制臂
进行形状优化,使其一阶频率有大幅度的提高而最
大应力下降年王登封等[]应用拓扑优
30%。2009 , 3
化方法,针对某商用车车身设计中的固有频率作为
约束条件,选用焊点体积最小作为优化模型的目标
函数,进行优化,通过优化结果得到的焊点满足了设
计的要求,并且在车身焊点数量上相比于原结构大
幅度减少。 CAMEO凯模CAE案例库
本文以上海大众某车型的前副车架为研究对
象综合模态分析模态试验基于频率的图副车架有限元模型
, ANSYS 、、 1
运用软件进行自由模态分析,得到副
拓扑优化等多学科方法进行分析研究,经优化后的 ANSYS
车架前阶固有频率和各阶振型如图。由于自
副车架在振型基本不变的前提下,能提高低阶固有 12 2
由模态的前六阶为刚体模态,频率为,没有分析意
频率,取得明显的优化效果,从而避免副车架与发动 0
义;从第七阶模态开始提取,共提取阶模态和其对
机产生共振。 6
应的振型表为副车架频率值及各阶振型的分析
。 1
基于副车架自由模态分析
1 ANSYS 说明。
副车架是中高档轿车底盘的重要部件,在底盘
收稿日期
:2013-09-15
作者简介杨章程男温州永嘉人硕士研究生主要研究方向是机构学与机械动力学
: (1989