模態(tài)綜合法在車身NVH性能優(yōu)化中的應用.pdf

1、模態(tài)綜合法在車身NVH性能優(yōu)化中的應用重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：章竟成指導教師：羅虹副教授專業(yè)：車輛工程學科門類：工學重慶大學機械工程學院二〇一三年六月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要白車身等有限元模型規(guī)模龐大，其動態(tài)特性分析與優(yōu)化十分耗時，探索高效率的復雜結構振動特性分析與優(yōu)化方法具有實際意義。本文基于NASTRAN軟件平臺中的DMAP編程語言，對傳統(tǒng)的固定界面模態(tài)綜合法進一步改進，并在以下幾個方面展開研究：以簡單的

2、樣車模型為例，探索滿足工程分析精度要求的模態(tài)截斷標準。通過對比不同主模態(tài)、界面模態(tài)頻率截斷倍數(shù)下的樣車固有頻率和響應曲線，得到采用2倍于分析頻段上限的子結構主模態(tài)及界面模態(tài)可達到計算精度要求的結論。為了提高結構中頻段窄頻帶內的振動響應分析效率，對子結構的振動微分方程做移頻技術處理，在實現(xiàn)子結構低階主模態(tài)截斷的同時保證了系統(tǒng)動力學方程解耦。采用改進后的算法計算樣車模型450Hz~550Hz內的振動響應，相比改進前計算時間減少了42%。研究

3、模態(tài)綜合法在結構優(yōu)化設計中動力重分析過程的計算效率改進措施。將子結構區(qū)分為與設計變量相關、無關的兩類子結構。對于相關子結構，引入?yún)?shù)化降階方法，采用一階泰勒級數(shù)近似計算更新后的子結構剛度、質量矩陣，并根據(jù)界面模態(tài)的局部變形特性構建子結構界面自由度的近似固定基向量；對于無關子結構，保留第一次模態(tài)坐標變換后的結果，在后續(xù)重分析中直接導入。采用改進后的子結構動力重分析法分析白車身振動響應，相比改進前計算減少了71.1%?；贗SIGHT軟件平

4、臺，采用基于響應面的自適應模擬退火優(yōu)化算法，在NASTRAN中采用子結構動力重分析方法完成有限元計算，對白車身低頻振動特性進行優(yōu)化。優(yōu)化后的設計目標點加速度響應下降了4.3dB，另外3個約束點分別下降1.0dB、1.6dB、0.9dB，減振效果明顯。保持優(yōu)化模型不變，改用傳統(tǒng)模態(tài)綜合法完成NASTRAN中的有限元計算，對比兩次優(yōu)化結果發(fā)現(xiàn)，子結構動力重分析方法與傳統(tǒng)模態(tài)綜合法優(yōu)化結果接近，但計算時間節(jié)省了42.2%，具有更高的計算效率。