基于LMSVirtual.Lab的汽車儀表板加強(qiáng)管柱振動(dòng)疲勞分析

題之一。各車型上市前主機(jī)廠都會(huì)進(jìn)行強(qiáng)化壞路試驗(yàn)以保證汽車的各類性能滿足國(guó)家和企業(yè)內(nèi)部的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，但由于試制車輛和路試試驗(yàn)會(huì)大大延長(zhǎng)開發(fā)周期和增加開發(fā)成本，因此基于CAE仿真分析的車輛疲勞強(qiáng)度性能評(píng)估，成為一種有效預(yù)測(cè)和解決此類問題的方法。本文以某車型儀表板加強(qiáng)管柱及支架為例，根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析該車型儀表板加強(qiáng)管柱及計(jì)算各階模態(tài)參與因子。再根據(jù)振動(dòng)頻率和載荷大小，擬合既定振動(dòng)頻率下模型的陣型及應(yīng)力分布，同時(shí)結(jié)合振動(dòng)次數(shù)和材料EN曲線得到模型的疲勞損傷。最后，與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確性。。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得。在計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)，可將線性定常系統(tǒng)振動(dòng)微分方程組中的物理坐標(biāo)變換為模態(tài)坐標(biāo)，使方程組解耦，成為一組以模態(tài)坐標(biāo)及模態(tài)參數(shù)[M]{}+[K]{x}={0}(2-1)任一實(shí)際振動(dòng){x}可用該固有振型之線性疊加來表示，即式2-2，{q}為變換后的新坐標(biāo)列陣，[]為轉(zhuǎn)換矩陣，[]中各列向量之間線性獨(dú)立。nnq經(jīng)過坐標(biāo)變換可得一組無耦合方程式2-3，對(duì)該方程解耦即可求的模態(tài)參數(shù)。[Mr]{}+[Kr]{q}={0}(2-3)ijijqii階模態(tài)參與因子[2]。Uj()=0i.j.qi()(2-4)iqi()=L0i,L22i.FL()(2-5)態(tài)A柱及部分地板，儀表板、空調(diào)通道及出風(fēng)口、中央通道盒等零部件參與振動(dòng)試驗(yàn)。儀表板加強(qiáng)管柱零部件無開裂為達(dá)到試驗(yàn)要求。A管柱直接相連接件使用質(zhì)量點(diǎn)模擬，對(duì)試驗(yàn)用支架使用簡(jiǎn)化梁?jiǎn)卧M，如圖3-1所示。要求模態(tài)計(jì)算結(jié)果輸出整體位移和儀表板加強(qiáng)管柱零部件的應(yīng)力。HzHz示。模態(tài)階數(shù)模態(tài)階數(shù)12345678910頻率(Hz)10.312.513.318.425.527.629.637.039.039.7模態(tài)階數(shù)1112131415頻率(Hz)41.242.743.447.948.81.輸入為計(jì)算各階模態(tài)參與因子，依照試驗(yàn)條件，在1Hz-50Hz范圍內(nèi)對(duì)激勵(lì)點(diǎn)施以激勵(lì)，計(jì)2.模態(tài)參與因子3.定義分析頻率與時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)計(jì)算，得到儀表板加強(qiáng)管柱的疲勞損傷云圖，探測(cè)損傷熱點(diǎn)如圖5-1所示。圖5-1儀表板加強(qiáng)管柱振動(dòng)疲勞強(qiáng)度分析結(jié)果從損傷云圖中可見，儀表板加強(qiáng)管柱振動(dòng)損傷值為0。從分析結(jié)果看，本車型儀表板加強(qiáng)管柱分總成的疲勞強(qiáng)度達(dá)到在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束