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副水箱支架模态分析与结构优化

作者:Simwe    来源:Altair    发布时间:2013-10-22    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

副水箱安装支架总成前4阶振型分别如图2所示,第一阶振型为副水箱相对支架的前后振动;第二阶振型为副水箱左右摆动;第三阶振型为副水箱绕垂向扭动。第四阶振型为上下的弯曲摆动。

根据工作经验可知,引起副水箱抖动的激励信号来源有两种,第一种是发动机运转引起抖动,柴油四缸发动机激励信号主要在12.5-110Hz之间;第二种是车辆运行过程中路面激励信号引起的抖动,路面激励信号。根据模态分析可知副水箱支架总成的一阶固有频率为14.5Hz,频率偏低,容易在发动机激励作用下产生共振。发动机怠速为750~800 rpm,则发动机一阶点火频率为12.5-13.3Hz,副水箱支架总成一阶固有频率与该频率间隔为1Hz左右,可能与发动机一阶点火频率耦合。

由图2知副水箱安装支架总成第一、二阶振型与发动机怠速过程副水箱的剧烈抖动振型基本符合,提高支架结构的固有频率,以第一阶模态频率大于30Hz为目标,避免与发动机激励作用下的共振。

4、副水箱安装支架总成改进方案

从一、二阶的固有振型分析可以看出,副水箱安装支架总成有前后斜向的弯曲振动,还有上下斜向的弯曲振动,这些振动和扭曲将严重影响到副水箱安装支架的强度和刚度,从而影响到副水箱的使用寿命。因此,在对副水箱安装支架结构设计改进过程中,务必采取增加刚度等适当措施来提高副水箱安装支架的固有频率,避免这些振动的发生。针对副水箱安装支架有限元模态分析结果提出了若干种改进方案,对每种方案进行分析,采用因子分析法,找出对评价值因子大的方案再组合分析,最后得到以下改进方案:

(1)推荐副水箱安装位置靠近后悬置横梁安装支架,建议在此基础上重新设计副水箱支架。元宝梁由拱形改为直形,高度下降,方便副水箱支架向中间靠近。

(2)副水箱安装重心下降;

(3)副水箱安装支架在相应振幅较大处设置加强筋;

(4)增加副水箱安装支架厚度,增强其刚度,进而改善其模态。

 
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