计算工况

（1）通过模态分析，获得各模型在约束状态下的固有频率。

（2）而后基于模态分析的结果做稳态动力学分析。

3、计算结果及分析

模态分析结果

各模型的模态计算结果为：在对应阶次上，方案C的固有频率大于B，而方案B的大于方案A，即增加支架提高了系统的刚度。各模型的第一阶模态结果如图5所示，其中模型B的第一阶固有频率比模型A高10Hz，模型C的第一阶固有频率比模型B的第一阶固有频率高20Hz。但三个模型的第一阶固有频率都远小于目标值，因此需要进一步进行动态响应分析，校核工作状态下零件的安全性。

节气门体上的加速度响应

各模型节气门体上最大加速度点的加速度响应曲线如图6所示。从图中可知，模型B的响应峰值最大，同时模型B和模型C的加速度响应峰值均大于模型A的峰值。分析模型B可知，其包含一个装配在缸盖上的支架，而缸盖正好是一个激励源，因此导致节气门体上的加速度增大。而模型C也是同样的原因。

模型A、B、C均是在其对应的第三阶频率附近出现相应峰值，其原因是：各模型的第三阶模态的振型主要表现为在Z方向的振动，而外界激励也是在Z方向数值最大，二者吻合时出现响应最大峰值。从模态分析结果可知，模型A、B、C的刚度依次增大，因此对应出现峰值的频率段也依次靠后。对比加速度的峰值可知，方案A的振动加速度最小，能满足节气门体对加速度的要求，因此优先选用该方案。后期通过试验表明，该结果与实验结果吻合。

进气岐管本体的动态应力

各模型进气歧管本体的动态应力响应曲线如图7所示，模型A、B、C均是在其相应的第三阶固有频率附近出现相应峰值，其原因也与上相同：各模型的第三阶模态的振型主要体现为在Z方向的振动，而外界激励也是在Z方向数值最大，所以，对各模型而言，其第三阶固有频率附近的响应峰值会大于其它阶固有频率附近的响应峰值。

4、结论

本文介绍了利用OptiStruct分析进气系统中进气歧管动态应力、节气门体振动加速度的过程，讨论了三种进气系统设计方案的响应结果，通过分析可知：

（1） 对节气门体振动加速度的评价指标，带支架的两种设计方案即模型B、C的响应较模型A（不带支架的设计方案）大，因为支架连接在激励源上。因此，建议取消节气门体与缸盖之间的连接，该分析结果与后期实验结果完全一致。

（2） 对进气歧管本体的动力应力评价，带支架方案的响应结果均大于不带支架方案的响应结果。动态应力计算结果与加速度响应一致。

参考文献
张文元．动力学有限元分析指南．中国图书出版社，2005.
http://car.autohome.com.cn/shuyu/detail_8_9_180.html.
张红岩，陈珂，刘岩．轻型工程自卸车进气系统设计布置．技术论坛，2010.

OptiStruct Application in Dynamic Analysis of Intake Manifold and Throttle

Zhang Bei  Huang Pengcheng Chen Kai

Abstract:  Applying OptiStruct’s modal analysis and steady state dynamic analysis, the paper is analyzed the dynamic stress of intake manifold & throttle body under vibration acceleration of physical test. The theory of steady state dynamic analysis was introduced at first, then the paper compared the vibration performance of three intake manifold design, and at last the best design was suggested by the paper. The analysis was validated by physical test.

Key words:  OptiStruct  Intake Manifold  Throttle body  Dynamic response