【技贴】白车身模态分析目的及识别方法！

一、白车身模态分析的目的

    模态是一个物体结构的固有属性，车身模态分析在汽车振动和噪声的研究中起着重要作用。白车身模态是车身整体模态研究的基础，分析和优化相对简单，车身模态是车身本质特征的最直接反应。

二、整体模态控制

    白车身的扭转模态和弯曲模态是车身设计的主要指标，一般而言，一阶扭转模态频率和一阶垂直弯曲模态值的高低基本上可以定性的反映静态扭转刚度和弯曲刚度；一般对于车身典型模态目标定义可根据避频设计原则、通过对标及经验参考。

三、局部模态控制

    水箱框架模态、备胎池模态、地板模态、前围模态、顶棚模态等需达到设计目标值的要求。

四、应变能分布图

   对应模态频率下的应变能分布图，可以作为模态优化和结构改进的参考依据。

五、白车身模态分析模型及设置

    白车身模态也分为BIP和BIW两种状态，一般都是分析BIP。

由于白车身通过衬套等与底盘连接，一般计算其自由模态，关键字Eigrl（mass），计算频率范围一般0-100Hz；对于需要通过模态应变能考察阻尼片位置，一般输出频率范围0.1-200Hz。结果输出为振型、应变能等，一般为H3D或op2文件，关键字为Displacement=all,ESE=all或Post=-1。

六、白车身典型模态识别方法

        在许多情况下，像一些大型装配体，由于结构局部模态的影响，往往很难准确定位所关注的模态振型，通常需要借助工具进行辅助识别。

车身典型模态常用的识别方法主要有如下：

（1）四点法

（2）十点法

（3）二十四点法

1、四点法

   该方法在实际应用较为广泛，如车身或TB整体弯曲及扭转模态识别，其原理是在车身的纵梁前后对称位置分别选取4个点，如下图1所示。在选取点施加单位载荷，计算这四个加载点的响应，通过四点响应来辅助判断车身一阶弯曲和扭转模态。载荷的大小和方向如下表1所示。

图1 载荷加载点的选取

表1 载荷和方向设置（正负可自由选择，保证对角同向）

图2 车身扭转模态识别结果

图3 车身弯曲模态识别结果

2、二十四点法

   二十四点法设置与十点法相同，只是二十四点法在车身主要受力框架上增加响应点，如纵梁、边框架及顶棚等，以便于更容易识别整体弯曲或扭转模态，但工作量相对较大。

图4 二十四点法识别

七、白车身典型模态优化方法

        白车身模态的一般优化方法主要有应变能法、对标法、关键接头灵敏度法、车身钣金灵敏度法等，其中应变能法效率相对高，在实际工程中应用较为普通。