基于振动控制的客车地板模态分析及结构优化

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb201503006

吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (3): 719-725.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201503006

基于振动控制的客车地板模态分析及结构优化

柯俊¹, 陈志勇¹, 史文库¹, 施腾¹, 张一京², 郭福祥²

1.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;
2. 南京汽车集团有限公司产品工程部,南京 210028

收稿日期:2013-12-09 出版日期:2015-05-01 发布日期:2015-05-01
通讯作者: 陈志勇(1980-),男,讲师,博士.研究方向:汽车系统动力学.E-mail:wosczy@163.com E-mail:coolkejun@163.com
作者简介:柯俊(1989-),男,博士研究生.研究方向:汽车系统动力学.
基金资助:
国家自然科学基金项目(51205158); 吉林大学研究生创新基金项目(450060503159)

Modal analysis and structure optimization of bus floor based on floor vibration control

KE Jun¹, CHENG Zhi-yong¹, SHI Wen-ku¹, SHI Teng¹, ZHANG Yi-jing², GUO Fu-xiang²

1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China;
2.Product Engineering Department,Nanjing Automobile Group Co., Ltd., Nanjing 210028,China

Received:2013-12-09 Online:2015-05-01 Published:2015-05-01

摘要/Abstract

摘要： 为了控制某轻型客车的地板后部在高速行驶工况中的剧烈振动,利用阶次跟踪方法和模态分析方法分析得出地板发生剧烈振动的原因是发动机和传动系的激励频率与地板后部局部鼓包模态的模态频率接近,进而发生了共振。采用HyperWorks软件建立了某轻型客车的车身车架有限元模型,利用HyperWorks软件的OptiStruct模块对地板各横梁板材的厚度进行模态灵敏度分析及尺寸优化,根据相关的分析结果设计了结构优化方案并进行了验证试验。试验结果表明,本文方法可以有效地控制地板的剧烈振动。

关键词: 车辆工程, 客车地板振动, 模态分析, 灵敏度分析, 结构优化

Abstract: The rear area of the floor of light bus experiences severe vibration under high speed working condition. In order to solve this problem, order tracking analysis and modal analysis of the floor were performed to identify the root cause. It was found that the excitation frequencies of the engine and transmission system are overlapped with the modal frequencies of the floor, which has some local bump modals, resulting in resonance. A finite element model, including the body and frame of the floor, was established using HyperWorks software. Model sensitivity analysis and size optimization of the thickness of floor the beams were carried out using the OptiStruct module in HyperWorks. Then an optimal scheme was designed according to the finite element analysis results and the verification test was conducted. The test results demonstrate that the investigation method and the proposed optimal scheme can effectively control the severe vibration of the floor with low cost.

Key words: vehicle engineering, bus floor vibration, modal analysis, sensitivity analysis, structural optimization

中图分类号:

U463.82

柯俊, 陈志勇, 史文库, 施腾, 张一京, 郭福祥. 基于振动控制的客车地板模态分析及结构优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 719-725.

KE Jun, CHENG Zhi-yong, SHI Wen-ku, SHI Teng, ZHANG Yi-jing, GUO Fu-xiang. Modal analysis and structure optimization of bus floor based on floor vibration control[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 719-725.

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