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汽车轮毂模态分析资料


程度上可以明显改善车轮的空
气动力学特性,从而降低一部
分汽车油耗。
辐板式轮毂结构
ABAQUS进行模态分析的具体步骤
• 1.部件 • 2.截面 • 3.装配 • 4.分析步 • 5.相互作用 • 6.载荷 • 7.网格 • 8.作业(求解) • 9.可视化(后处理)
III. 研究各部件模态频率与发动机阶次激励中的重合点, 防止在重合点出振动噪声放大。
IV. 研究各部件模态频率与路面激振频率的重合,防止 路面激振带来的振动噪声和平顺性问题。
V. 研究人体敏感频率和车身、座椅等系统的频率重合, 增加驾驶员和乘客的舒适度感觉。
汽车结构动态设计
在建立了汽车整车振动模型后,汽车结构的动态 设计成为了可能,其步骤是: 1. 建立汽车整车的振动模型 2. 计算汽车在各种工况下的振动响应 3. 提出改进目标函数,确定应该修改的部件 4. 结构参数修改量的计算 5. 以原整车模型为基础,利用摄动法或者其他
按轮辐分:有辐板式和辐条式两类。
辐条式:
车轮有可分为钢丝辐条式车轮(A)和铸造辐条式车轮(B),A轮辋的 结构和自行车车轮相同,不过由于价格昂贵,且维修安装不方便,故实 际使用并不多;B轮辋是用螺栓和特殊形状的衬块固定在辐条上,它多用 于重型货车上。
钢丝辐条式车轮(A)
铸造辐条式车轮(B)
辐板式:
• 铝合金材质轮毂重量较轻,惯性阻力小,制作精度高,在高速 转动时的变形小,惯性阻力小,有利于提高汽车的直线行驶性 能,减轻轮胎滚动阻力,从而减少了油耗。合金材质的导热性 能又是钢的三倍左右,散热性好,对于车辆的制动系,轮胎和 制动系统的热衰减都能起到一定的作用。
• 镁合金材质轮毂重量比铝合金还要轻,惯性阻力更小,制作精 度更高,近年来在豪华车型有所应用,不过成本比较高,价格 较贵。
目前,普通轿车和轻、中型货车普遍采用辐板式车轮,这种车轮如图 所示,由挡圈、轮辋、辐板和气门嘴伸出口组成。车轮中用以连接轮毂 和轮辋的钢质圆盘称为辐板,大多是冲压制成的,少数是和轮毂铸成一 体,后者主要用于重型汽车。辐板式轮辋是目前应用最为
广泛的轮毂形式,它的寸精度高、某种
解决NVH问题的方法
1.对振动源和噪声源的控制
改善产生振动和噪声的零部件的结构,改善其振动特性,避 免产生共振;改进旋转原件的平衡;提高零部件的加工精度 和装配质量,减小相对原件之间的冲击与摩擦;改善车身结 构,提高刚度等。
2.对振动和噪声的传递途径控制
采用阻尼元器件减小振动,比如悬架中的扭振减振器,减振 弹簧等;分析改进元件结构,提高密封性能;采用各种隔音 材料的应用,研究隔音结构,提高汽车内部的隔音性能。
方法导出经过修改过的汽车整车振动模型
模态分析在汽车工程的作用
模态分析的最终目标是识别出整车系统以及子系统的模态参 数,为结构的系统振动特性分析、振动故障诊断和预报以及 结构动力特性的优化设计提供依据。
模态分析的应用可以归结为以下几个方面: ① 评价现有结构系统的动态特性 ② 在新产品设计中进行结构动态特性的预估和优化设计 ③ 诊断及预报结构系统的故障 ④ 控制结构的辐射噪声 ⑤ 识别系统的载荷
NVH特性的研究方法
1.多体系统动力学法 主要应用于底盘悬架系统、转向传动系统低频范围的建模 与分析。 2.有限元法 一方面,可用于研究车身结构振动;另一方面,可用于对 车室内部空腔噪声分析。 3.统计能量分析法 将系统分解为多个子系统,研究他们之间的能量流动和模 态响应的统计特性。适用于结构、声学等系统的动力学分 析。 4.边界元法 研究车体振动和车室内部空腔噪声的声固耦合系统。
基于ABAQUS汽车轮毂模态分析
一.研究汽车模态的意义 二.模态分析与汽车NVH问题
1. NVH概念 2. NVH解决的问题 3. NVH特性研究方法 三. 轮毂实例分析
一.研究汽车模态的意义
I. 使整车中各部件模态分离,防止各部件之间共振引 起的振动噪声问题。
II. 是整车中各部件与发动机的怠速频率分离,防止整 车中部件在怠速时因发动机激振而共振。
二.模态分析与汽车NVH问题
• NVH概念 NVH是英文noise(噪声)、vibration(振动)、harshness(声振粗糙度)的 缩写。NVH反映的是乘员感受到的噪声、振动以及相关的动态不舒适性。
声振粗糙度描述的是噪声和振动使人不 舒适的感觉,因此有人称之为不平顺性。 总之,它是人体对振动和噪声的主观感 受,与振动和噪声的瞬态性质有关,不 能直接用客观测量方法来度量。
• 轮辐是连接轮辋与中心孔的部分,起到重要承载作用。它 的强度决定了轮毂整体强度。
轮毂的分类
按车轮材质:可分为钢制、铝合金、镁合金等车轮
• 钢制轮毂最主要的优点就是制造工艺简单,成本相对较低,而 且抗金属疲劳的能力很强,也就是我们俗称的便宜又结实。但 钢质轮毂的缺点也相对比较突出就是外观不够美观,重量较大 惯性阻力大,散热性也比较差,而且非常容易生锈。
三.轮毂分析实例
为什么进行轮毂模态分析?
轮毂是汽车的重要部件,由于它不但要承受整车的 重量,通过转动的轮胎还要承受水平方向的作用力 和由路面传来的冲击力等交变载荷,制动力也会作 用在轮毂上,如此复杂的工作条件使得对轮毂的要 求越来越高。它直接影响汽车的整体行驶稳定性、 安全性、可靠性、平顺性、牵引性及外观形象,对 汽车整体能源消耗,轮胎的寿命都有较大的影响。
NVH问题概述
1.噪声问题
主要包括发动机噪声、进排气噪声、轮胎噪声、传动 系齿轮啮合噪声、车内板振动噪声,制动噪声等。
2.振动问题
主要包括乘客感觉到的方向盘、底盘和座椅的抖动, 发动机运动件的不平衡旋转和往复运动、曲轴的变动 气体负荷、传动轴万向节变动力矩引起的振动等。
3.声振粗糙度问题
降低乘客感受到的汽车非平稳运动、颠簸、冲击和刺 耳的异常噪声等引起的不舒适问题。
轮毂的基本结构
轮毂通常由 轮辋和轮辐 两部分组成
轮辋 轮辐 螺栓孔 中心孔
• 轮辋是汽车轮毂上与轮胎直接接触的部分,起到支撑轮胎 的作用。在轮辋的两侧突起部分有胎圈座和轮缘组成,胎 圈座与轮胎的胎圈直接接触的部分起到支持轮胎半径方向 力的作用;轮缘起到保持并支撑轮胎方向的作用。此外, 轮辋上还有放置轮胎气门嘴的气门孔。
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