[发明专利]前端模块悬置系统模态分析弹性体模型的有限元建模方法

说明书

本发明公开了一种前端模块悬置系统模态分析弹性体模型的有限元建模方法，基于限元软件hypermesh，包括步骤：在有限元软件中建立前端模块总成、橡胶悬置、前端模块框架和部分车身的有限元模型；前端模块总成与框架之间用CBUSH单元来模拟橡胶悬置，实现弹性连接；车身与前端模块框架之间用刚性连接，考虑车身对前端模块总成悬置系统模态的影响；发动机管路与前端模块总成之间采用CBUSH单元连接，将管路进行简化，考虑发动机管路对前端模块总成悬置系统模态的影响。本发明分析模型的基本参数由实验测得，有效地提高了前端模块模态分析的精度。

技术领域

本发明涉及建模技术领域，具体是一种前端模块悬置系统模态分析弹性体 模型的有限元建模方法。

背景技术

目前，随着汽车的高速化，振动和噪声(NVH)问题日益突出，减震降 噪已经成为汽车设计工作中的一个重要环节，由前端模块产生的振动和噪声已 不容忽视。在对前端模块总成悬置系统振动特性的研究中,模态分析是重要内 容之一，因此对前端模块总成悬置系统的模态分析是前端模块总成悬置系统减 振分析与优化设计的重要组成部分，同时是对整车NVH性能提升的重要影响 因素。

现有的模态分析方法包括计算模态分析和试验模态分析两种。对前端模块 总成悬置系统进行模态试验，虽然可获得较准确的固有频率和振型,但在样机 设计开发阶段,此方法增加了研发时间与成本。随着有限元数值计算技术的发 展，模态计算不但成本低，实现方便，而且还可考察一些极限情况，为前期车 型的设计开发阶段指出正确方向。

目前,模态计算的技术已较为成熟，尤其是在刚体模态计算方面的有限元 分析技术已经很高。然而在分析前端模块悬置系统模态时的计算精度不高，其 原因在于，在分析前端模块悬置系统模态时，车身和动力总成管路的影响较大， 这无法准确地反映其固有频率与相应的模态振型，导致计算误差较大。在实车 中，车身、动力总成管路与前端模块总成悬置系统存在连接关系，并对前端模 块提供刚度，因此如何对车身和管路进行建模分析，精确地计算前端模块悬置 系统的模态仍然存在难点。

发明内容

本发明的首要目的在于将前端模块悬置系统模型简化为弹性体；将车身与 前端模块框架之间用刚性连接，考虑了车身对前端模块模态的影响；将管路进 行简化，考虑动力总成管路的约束对前端模块总成悬置系统模态的影响；将前 端模块总成和前端模块框架之间用CBUSH单元来模拟橡胶悬置，消除橡胶悬 置建模不准的问题。充分考虑影响前端模块悬置系统模态的各个因素，且所述 分析模型的基本参数均由实验测得，有效地提高了前端模块模态分析的精度。

本模型通过以下建模方法实现：

一种前端模块悬置系统模态分析弹性体模型的有限元建模方法，基于限元 软件hypermesh，包括步骤：

步骤一，在有限元软件中建立冷凝器的有限元模型，对所述冷凝器的有限 元模型划分网格，并对冷凝器的有限元模型施加质量；

步骤二，在有限元软件中建立散热器的有限元模型，对散热器的有限元模 型划分网格，并对散热器的有限元模型施加质量；

步骤三，在有限元软件中建立中冷器的有限元模型，对中冷器的有限元模 型划分网格，并对中冷器的有限元模型施加质量；

步骤四，在有限元软件中建立风扇的有限元模型，对风扇的有限元模型划 分网格，并对风扇的有限元模型施加质量；

步骤五，在有限元软件中建立前端模块框架的有限元模型，对前端模块框 架的有限元模型划分网格，并对前端模块框架的有限元模型赋予材料参数；

步骤六，将前端模块总成与前端模块框架用CBUSH单元连接，并赋予 CBUSH单元X、Y、Z三向刚度，建立橡胶悬置7的有限元模型，用于模拟 橡胶悬置，实现弹性连接；