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基于自动模态综合的白车身结构动态改进
| 论文题名： | 基于自动模态综合的白车身结构动态改进 |
| 关键词： | 自动模态综合;白车身结构;NVH特性;灵敏度分析;阻尼降噪;振动响应 |
| 摘要： | 车身结构的动态改进是汽车设计的重要环节。在结构改进过程中采用高效的数值计算方法有助于减少计算时间，缩减设计成本。本文以某国产轿车白车身为例，将自动模态综合(Auto Component Mode Synthesis，ACMS)方法应用于汽车结构动态改进，具体进行了以下研究： 对Nastran软件中ACMS模块源程序的解读，推导出了ACMS方法的公式，掌握了ACMS的具体方法。ACMS通过内部主模态截断进行系统矩阵降阶，避免了高阶矩阵的直接运算；采用多级子结构的处理方式，各层子结构逐级组集的过程中通过界面模态截断降低了最终系统矩阵的维数，使得求解效率大大提高。 建立白车身结构有限元模型，通过静刚度分析和模态分析验证所建白车身模型的正确性。基于该车身模型比较ACMS方法与传统有限元(Finite ElementAnalysis，FEA)方法求解精度及效率的区别，结果表明ACMS方法在保证计算精度的前提下，较传统FEA方法具有更高的求解效率。采用ACMS方法对车身结构进行NVH特性分析，结果表明车身结构的振动、噪声性能有待提高。 基于ACMS对车身结构进行动态改进。以车身结构板件厚度为研究对象，进行白车身结构的振动响应灵敏度分析，并由灵敏度分析结果确定设计变量。根据车身结构振动响应分析结果确定优化目标和约束变量，从而建立结构优化模型。采用结合一阶响应面近似模型的优化方法进行白车身结构振动响应优化分析。 对改进后的车身模型进行优化效果验证，对优化过程分别采用ACMS与传统FEA方法进行计算效率比较。结果表明，作为优化目标的驾驶员位置测点的振动响应降低了1.2 dB，车内噪声情况有所改善，一阶扭转模态和静刚度有所提高。在该车身结构优化中采用ACMS方法比传统FEA方法计算效率提高了7.9倍。最后，对车内低频噪声响应采取的降噪措施表明，在防火墙处铺设阻尼材料能起到较好的降噪效果。 |
| 作者： | 王腾腾 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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