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模态综合法在车身NVH性能优化中的应用
| 论文题名： | 模态综合法在车身NVH性能优化中的应用 |
| 关键词： | 模态综合法;车身NVH性能;有限元模型;NASTRAN软件 |
| 摘要： | 白车身等有限元模型规模庞大，其动态特性分析与优化十分耗时，探索高效率的复杂结构振动特性分析与优化方法具有实际意义。本文基于 NASTRAN软件平台中的DMAP编程语言，对传统的固定界面模态综合法进一步改进，并在以下几个方面展开研究： 以简单的样车模型为例，探索满足工程分析精度要求的模态截断标准。通过对比不同主模态、界面模态频率截断倍数下的样车固有频率和响应曲线，得到采用2倍于分析频段上限的子结构主模态及界面模态可达到计算精度要求的结论。 为了提高结构中频段窄频带内的振动响应分析效率，对子结构的振动微分方程做移频技术处理，在实现子结构低阶主模态截断的同时保证了系统动力学方程解耦。采用改进后的算法计算样车模型450Hz~550Hz内的振动响应，相比改进前计算时间减少了42％。 研究模态综合法在结构优化设计中动力重分析过程的计算效率改进措施。将子结构区分为与设计变量相关、无关的两类子结构。对于相关子结构，引入参数化降阶方法，采用一阶泰勒级数近似计算更新后的子结构刚度、质量矩阵，并根据界面模态的局部变形特性构建子结构界面自由度的近似固定基向量；对于无关子结构，保留第一次模态坐标变换后的结果，在后续重分析中直接导入。采用改进后的子结构动力重分析法分析白车身振动响应，相比改进前计算减少了71.1%。 基于 ISIGHT软件平台，采用基于响应面的自适应模拟退火优化算法，在NASTRAN中采用子结构动力重分析方法完成有限元计算，对白车身低频振动特性进行优化。优化后的设计目标点加速度响应下降了4.3dB，另外3个约束点分别下降1.0dB、1.6dB、0.9dB，减振效果明显。保持优化模型不变，改用传统模态综合法完成 NASTRAN中的有限元计算，对比两次优化结果发现，子结构动力重分析方法与传统模态综合法优化结果接近，但计算时间节省了42.2%，具有更高的计算效率。 |
| 作者： | 章竟成 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗虹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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