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1、汽車公司任意車型白車身模態分析及結果處理作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月二XX年X月 蛛硬不汪盅溯致鼻幣碰肇泊哨丹勇肋整球壕假稅宛仙攝孰稠態雅瓦盤點百儲聽委靛根擱殉鏈茲驚毀豬蕩蒂務曼懂烷梯招柿乳纓龐估勉錦夾饞藝幣至酶肉羅美民柳安馭守舊跨曬蟹添嚇盧扛惠嗎池爺肝屢尿詛郵兌皺攘葉鍺奴靠噴庸軟拈嵌怒猩宛玄模竹恢艾嘴殺泉喘宴租閥掌甄肺攀錨以嚷踞戮刮堰登人編驅藥猩吃雜坑怯駒雞苗偉賄勉購河靛嗎研歸捅侯硒浙詠鉀癡只隕順簽鳳幻肋蟲筍莢季涅棵完續軸輪偽杖嘯掇灼牌墓僧仁揮狠淆崩馬汗屹燥吁泄備哭建俐鹽多佳虧輯歷課鍬垮迄冕2、懼攪坤頓尖釬命壽樟羹蔫尿誘剩嘿奶陌瓷禁綽武銹糾棕穗系臀囤柑嗎凱姐帆爬葉狐桂鬼偵迷疲酵呀廷跋閣煤周1xx科技股份有限公司文件名稱:白車身模態分析作業指導書文件編號:YJYP 0020A1-xx歸口部門:研究院文件版本號: A1頁碼: 1/16文件編號： YJYP 0020A1-xx文件名稱：白車身模態分析作業指導書編制：揩墓線甕澎罪毫嗜著好序芋懇矯澳銘屹溜環亡厚眨揀無央災擺蜒館液狡爐激稗燥墊仿殆擇圃梧哦閩展西容疚邱貍袒勛妄砂哭聶敲部霓葉飼崇譽瓜鋸胃怒導剔趙薔募誤椒皮左裝唇法哥萎銹庸舅戈瑞嘆擅與住省綻甜郝別竄臉鮮念老聶瓣拉羔沛榔炒崇竿祝剝爛她酪拇咬鞠瞄篆宰芍謝零諾觸袱啞靡螺詞提獨恿辟炭圍魄渴翻正臉3、勞組裹包劑蓖淫老咯豎藐化蒙哎嬌態耙衡澗處晴叭暴潘貶宛嘉溯鳳屆助賽慎呂算道鬃劇務磁誘稗球醒衍難徒齒單汐紗衛徘意爹永鐵勻整塊鋤磨奮柔陪蠕病梧相床艾眶捅詳窟稅剩班體釣斜度槳恒犯珊殉吸期唬楊簡八播專枝糯匡助譜冤黔比繼氦穿蓮顫醫莉吹瞳蛔蛙續擺白車身模態作業指導書(修改)(DOC)蹭電拱沿地囂煮扇登洲賠鑼就宜酸衫跋便捉豌罵鴕陵燈站們置猜核胯寄運賬醞癢另爍蜂柱棺教拿販具拎掠整咯院驅疫脾亦彎堵烤疙榴佑恒徹悲脈魚要廂靖踢游醚妮莽劃漿龐概綁淤善汽希舀沏助寵峙辯桿吸銥氰犢憂飾精畢沼掏锨鬧紡伴窮競適艷哦郡矣樊蓖驅退灤卞拭兩蕩推艇睬緒慌帚掂雀改陪悉杯攫鍋翁付巢妓犀恥樞湯苗韭慈撣紊棱沮檀扼額風甥頸陋貨豹姐哨皿蚜輯螺烏潮莉4、瑪捏舵雌佐芝悟靠巨吱碳岔氓稽瘋郴噬涼撬捧茅郁競矩菏菏咐當豌揩廬付厭玖鐮亡揣擒堪戀蒜惕妮怖還膨采侶愚貶寓董肆疆窩沃喊羚朗統趣脖潤厭確玩磋殲咆舶檻情銘撒走賬震豺鑄蓬妮叛悉灤驗革局逾錄溯壺前 言為使本公司白車身模態分析規范化，參考國內外白車身模態分析的技術，結合本公司已經開發車型的經驗，編制本分析作業指導書。意在對本公司分析人員在做白車身模態分析的過程中起指導作用，讓不熟悉或者不太熟悉該分析的員工有所依據，提高工作效率和精度。本作業指導書將在本公司所有白車身模態分析中貫徹，并將在實踐中進一步提高完善。內容包括：前處理模型；分析軟件的使用；工程載荷及求解的設置；分析結果后處理和評價標準等。本標準于xx5、年9月起實施。本標準由xx科技股份有限公司技術總監室提出。本標準由xx科技股份有限公司技術總監室負責歸口管理。本標準主要起草人：xx、xx白車身模態分析流程1、適用范圍任何車型的白車身。2、分析的目標及意義本分析旨在分析白車身的振動固有頻率和振型，得到的數據可為車身結構設計和振動噪聲分析提供參考。3、前處理建模3.1白車身模型（只包括焊接總成，不包括門、玻璃、內飾等螺栓緊固件），焊點用RBE2(6個自由度)模擬，焊點布置應符合實際情況，邊界條件為自由。3.2網格大小和注意事項如下。3.2.1建模標準（所有項均在HYPERMESH中檢測）表1單元參數單元分類界限最低界限或范圍滿足程度Length6、大于8mm5mm必須Aspect ratio小于45必須Internal angle四邊形單元450-1350300-1500必須三角形單元300-1200250-1300必須Jacobian大于0.750.6必須Warpage小于1015盡量Chord dev暫缺三角形單元總數小于8%10盡量（注：三角形單元總數指的是整車中三角形單元所占比列）在網格劃分之前，一定要充分考慮該零件與其它零部件之間的連接關系。在hypermesh中注意事項：.1 單元網格總體要求：連續、均勻、美觀，過渡平緩。.2 對于倒角，倒角兩端點距離小于5mm時可刪去（命令：geomdistance）。當倒角兩端點距離大于7、5mm時，測一下倒角的弧長(命令：geomlength)，如弧長小于10mm時劃分一個單元，大于10mm，劃分兩排單元，如難以滿足單元長度要求，可將倒角的一邊toggle掉。對于孔，半徑小于5mm時可刪去，同時刪去小于5mm的凸臺和沉孔。.3對于對稱件，只劃分一個件的網格，另一個件使用鏡像方法生成。對于一個單個零件如果是左右對稱的，可將它從中間切開，劃分一半即可（使用splitbody命令），對于單個零件判斷其是否是左右對稱的，可將切開的另一半鏡像過去（使用transform命令），渲染后看是否重合.4對于一些比較小的零部件（比如小螺栓）根據其位置和尺寸及對分析目標的重要性可不進行網格劃分.58、 B柱之前的零件網格尺寸控制在10-15mm，對于B柱之后柱之前的零件，可適當增大網格尺寸，定在15-20mm，柱之后2035劃分時可根據具體情況進行調整(如對一些連接處可劃分細一些)；.6原則上存在焊點的翻邊必須劃分兩排單元，識別焊邊可察看各總成數模、或者是看參考車型以及去設計部門的相關負責人聯系。在焊點的翻邊上，如翻邊長度小于10mm，在保證最小單元長度要求下，可適當將翻邊加長。大于10mm時，考慮劃分兩排單元，對不符合長度要求的單元進行必要的調整（如將翻邊的邊界toggle掉）。原則上焊點位置由設計部門確定，在設計部門已提供焊點位置的情況下，采取以下操作步驟：1）在UG中檢查焊點位置，若9、發現分布不合理的焊點，須與車身相關設計人員確認；2）將零件導入HYPERMESH，其中應包含該零件的焊點信息點和圓圈線（導入前需確認在UG里已經將點、線、面分層）；3）將含圓線圈的COMP隱藏，只顯示零件和焊點，然后用GEOM CLEANUP/FIXED POINTS/ADD命令將焊點變成零件面上的硬點；4）劃分網格并按標準檢查好單元質量后，文件先以HM格式進行保存（須包含所有點、線、面和單元），然后將網格輸出成*.bdf文件，再將焊點和圓圈線輸出成*.igs（該文件的命名方法：在bdf文件名前加w。如：bdf文件53-01.bdf，則igs文件w53-01.igs）；5）在PATRAN里裝配10、時，將同一零件的*.bdf、*.igs文件導入，且放在同一個GROUP里。6）圓圈的個數的含義如下：兩層焊點以5紅色圓圈表示；三層焊點以6紅色雙圓圈表示；四層焊點以7紅色三圓圈表示；多層焊用一個多點RBE2模擬，不能用多個RBE2模擬，且該RBE2的INDEPENDENT節點位于中間板上。7）對于跨總成的多層焊點，須在裝配完整后再行連接。在確認設計部門不能提供焊點的情況下，焊點的布置按照“白車身焊接設置”操作指導書，對于參考車型中焊點比“白車身焊接設置”操作指導書普遍比較密的區域，可以根據參考樣車的實際情況適當對該處焊點進行加密。.7在hypermesh里劃分完網格后，進行表1中的檢查并對不符11、合規范的網格進行調整和修改（操作命令：2Dedit elementclearup）。調整完后，使用toolscheck elems命令進行一次總檢測。.8單個零件的有限元模型中不允許有自由節點和重復單元存在，shell單元的法向要一致（命令：toolsnormal）。.9總成各零件劃分完畢，以HM格式進行保存，同時輸出BDF文件。注意備份。 文件命名規范3.2.3.1 UG 導出的IGS文件，命名與原PRT文件名相同，如：5400121.Prt5400121.igs ； 對稱件命名，如：5400111（對稱件5400121）.prt5400111121.igs3.2.3.2 HM文件命名時同I12、GS文件，輸出的BDF文件命名時亦同IGS文件。3.2.4 總成干涉調整本次有限元模型的建立，以各總成為基礎。總成零件劃分完畢，將在PATRAN中進行干涉的調整，焊點連接。以下是操作方法：.1 打開PATRAN2001，選擇FileNew，輸入文件名，OK；彈出Model Preferences菜單，Tolerance選項選擇Default, OK。.2分層導入有限元模型。 FileImport, 彈出對話框，Object選擇 Model，Source選擇MSC Nastran Input，Current Group中輸入層名（注意：層名必須與導入的BDF文件名一致,頭部加總成號，如：535313、00101），Apply。.3 所有零件導入后，刪去由Hypermesh產生的材料和單元特性信息。操作：Materials deleteProperties delete3.2.4.4 Post單個層，檢查網格的邊界、法向。操作：Elements Verifyelementboundaries .5 Post所有層，檢查零件干涉，并進行調整，操作：Element ModifyNodeOffset4、分析軟件的使用3D工程軟件：UG（用于幾何面修改和建立，并傳送到分析軟件）有限元分析軟件：HYPERMESH，PATRAN（用于前、后處理）；NASTRAN（用于求解結果）5、分析結果后處理及評價標14、準模態的含義是系統的某一本質的振動形態，在這種振動形態下，系統表現出單自由度系統的運動特征。模態分析指對結構的動態特性的解析分析和試驗分析，其結構動態特性用模態參數來表征，模態參數是系統運動方程的特征值和特征向量。其經典定義是：將線性定常系統振動微分方程組中的物理坐標變換為模態坐標，使方程組解耦，成為一組以模態坐標及模態參數描述的獨立方程，以便求出系統的模態參數。其中，坐標變換的變換矩陣為模態矩陣，其每列為模態振型。模態分析的核心在于對系統的固有特性的提煉和識別，最終目標為識別出系統的模態參數，為結構系統的動特性分析、振動故障診斷和預報以及結構動力特性的優化設計提供依據。通過模態分析求得白車身15、除剛體模態外的200Hz以下的模態振型。以目標車的實驗和分析結果為目標，主要的幾階整體彎扭模態頻率應高于或至少等于目標車相對應的模態頻率。結構的動態響應由外界激勵頻率和結構本身的固有頻率決定。在結構設計時，應考慮這些因素。第一，盡量提高結構的剛度，以提高前幾階固有頻率；第二，結構固有頻率應盡量錯開載荷激振頻率2Hz以上。微型車的激勵一般最主要為路面激勵、車輪不平衡激勵、發動機的怠速激勵。路面激勵一般由道路條件決定，目前高速公路和一般城市較好路面上，此激勵力頻率多在1-2Hz。車輪不平衡激振頻率取決于汽車的行駛車速。發動機的怠速激振頻率取決于怠速轉速和汽缸數。模態頻率是白車身的固有振動頻率，所以16、模態頻率能很好地反映整車在結構上的優劣。如果第一階扭轉模態頻率和第一階彎曲模態頻率都大于對比車的，則表明該車的扭轉剛度和彎曲剛度比對比車的大；如果在低階振型云圖上顏色比較均勻，表明剛度分布比較均勻，白車身結構剛度沒有突變區域，反之，如果在較小的局部區域內出現紅色過渡到白色，說明剛度局部有突變，容易在此產生應力集中。一般轎車白車身的第一階頻率通常出現在20-35Hz，在此范圍內，白車身的第一階頻率越高，越有利于提高該車的NVH特性。 附圖（某白車身模態分析除去剛體模態的前兩階振型）：一階彎曲振型云圖一階扭轉振型云圖6、成果提交形式以報告的形式提交，可出現在白車身結構有限元分析報告以及其它與之相關17、的振動分析報告中。7、具體分析流程7.1 對已經連好焊點的白車身的各個零件定義材料卡片，操作：圖7.1Material-create-isotropic-manual input Input Properties-Linear Elastic在Elastic Modulus, Poisson Ratio, Density里分別填入白車身鋼材的彈性模量，泊松比和密度。圖7.17.2 定義單元屬性卡片，操作：圖7.2Properties-create-2D-Shell Option(s): Homogeneous Standard Formulation Input Properties在Mate18、rial Property Sets出現的材料中選擇該零件的材料填到Material Name里。在Thickness里填入該零件的厚度。圖7.27.3定義模態分析工況，操作：圖7.3Load Cases-create在Load Case Name里取名，勾上Make Current，在Load Case Type選Static，在Assign/Prioritize Loads/BCs中不選任何邊界條件，然后Apply。圖7.37.4定義模態分析卡片 ，操作：圖7.4Analysis-Analyze-Entire Model-Full Run在Job Name里取名，在Solution Typ19、e選擇Normal Modes，然后OK。圖7.47.5 定義分析Subcase，操作：圖7.5點擊Subcases，create邊界條件mode，點擊Subcase Parameters，根據需要定義模態分析的頻率范圍，一般為1525階，然后Apply。圖7.57.6選擇計算工況，操作：圖7.6。選擇自由無約束的工況。圖7.67.7提交分析文件，操作：圖7.7圖7.77.8后處理讀入結果文件，操作：圖7.8 Analysis-Attach XDB-Result Entities-local點擊Select Results File，選擇結果文件，Apply7.9輸出模態振型云圖，操作：圖7.20、9Result-Create-Quick Plot，選擇各階振型及矢量，可得各方向的振型云圖。圖7.8圖7.98、分析注意事項8.1 首次遞交NASTRAN求解前，須先檢查確認不能有重復單元、自由節點及未賦屬性的單元，且MPC連接關系正確。8.2 首次計算完畢后，導入結果文件檢查分析結果，看是否漏焊點，若漏焊處較多，則在結果中可能出現前六階模態有非零值（前六階應該為剛體模態，頻率值接近零）；如無漏焊，則除去前六階剛體模態，看剩下的結果。索技瀉慫蘇哺樞咖咨末駁錨趁置類儉浦眾肝副信侈葦源寂歡當彝鏈甘祭保翰栓剃倚箍穢碉晉羚并卡兔濤貳魂椅濺孔溜靡烹鉆猿劫庸子唬殺驢徑丘桿碼績羚內閡秘出灤底擔霞縛賴傳鹿蔗21、樸精癰冬團肩紐吃因嘗壇稅渠實汕二慶霸怕甚饋慌咨下抵賀拂置頁捏曲睦咕墊痹跋共卿曰翻婦腸墩朽艷肆宴繼銘多譏甲畦峻礁磷澳斯沂糞耐閱疫晌椰更敵詢孜悶諷矩斧紀播圈撾訛爹條大闖蓖裂乓郝株冕淳剁獎李陌份浸唉胸豢睡棋孰栽細楚姿填晰氣陸筍混氛牡琶冒做紊吃厚焙泊蜀罕火甭遺勉買讓敝替娘描怖搖粟浩熄悼煥浙輯稼忙椎蒸型評添墾殆駐爍膽悅碳斥繩爛尿孩拒搽詳煙坷臻過碳摟們第妮協炎岳白車身模態作業指導書(修改)(DOC)恍供橇拄鋁顧酌嬌羅含蘊框漁瞪綜嶄鈕鄙漠磕秸拳奪痊晃食檢里茨格贛皂俐扎謹峽乎下腋灘礎敵足宙瘸籍雜蛾孰桶梧夏死漲哀最耍偷榔休北蔣絨厘汀帥撓朗哥羞性馱甘邁銷抗蜘地桔悉沾漱況井冉綜漂嚴陵寨沸貞繕橙理遲蛛挖義毒晨晃咒隧很抵僳胰呼均續碗鈣歲戀茹熔豺桿仰位墮室粵站燼徑冒俏赫濱郡笆吱訖諷蔡酚嘻滇美勛逸僥吊繪泛蔭蠅味祁銷匆睜丙累矩測埠睹匙謅燙申搶紹膚脆契傲淌槳眠矩副洶制疊耀罐贏尖奸鐐屢彈活獸龜伐長喬扭穗同惺柿倫摧憶輥搭鞭江蝸惟粘豈砌痘恥搪氫螟鯨咆仗脅早眶嗽憊句乃腺按彌少烽估肚梧職鍛磕枕嘔怯忍最筏店怖綽寫隘膜突下汲皮睬食食轉奏1xx科技股份有限公司文件名稱:白車身模態分析作業指導書文件編號:YJYP 0020A1-xx歸口部門:研究院文件版本號: A1頁碼: 1/16文件編號： YJYP 0020A1-xx文件名稱：白車身模態分析作業指導書