MSC Nastran在某排半皮卡车后围钣共振问题中的应用

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摘要： 用msc nastran对某排半皮卡车后围钣进行模态计算，将计算结果用于实际结构整改，以较少的时间和投入得到最好的优化效果.该车驾驶室内在加速工况下存在轰鸣，通过试验测试确定振动源位置，并结合模拟分析结果确定改进方案. 以MSC Nastran计算结果指导结构改进并进行二次分析，改进结构中轰鸣消除.

关键词： 模态分析； 后围钣； 共振； MSC Nastran

中图分类号： U463.832文献标志码： B

0引言

随着汽车工业的高速发展，汽车在国内广泛普及，人们越来越多地对汽车有更深入的认识和理解.人们已不再满足于“拥有车”，而是对车的要求更高，对汽车的“舒适性”越来越有深刻的认识，作为汽车的重要评价指标——NVH正在逐渐成为购车的重要参考因素.

本文以某排半皮卡在加速工况下驾驶室内共振轰鸣问题为基础进行试验[1]，并与MSC Nastran计算相结合，切实消除共振轰鸣问题，从而提高驾驶室内的舒适度.

1模型建立和MSC Nastran计算

1.1皮卡有限元模型

建立皮卡的有限元模型，见图1，模型包括白车身、车架及载货箱，虚线围起的部位为后围钣局部共振部位.

由图3～5可知，后围钣测试结果与MSC Nastran计算结果中心频率34.2 Hz和35.4 Hz相吻合.由于后围钣加上附加质量（内饰件、涂胶层和阻尼片等）后，分析结果为33.9 Hz，与测试结果34.2 Hz基本吻合，说明计算分析结果可靠.

2.3指导整改

在考虑工艺的可实施性和成本的基础上，建议在不改动原钣件的基础上增加一根横梁，这样既能满足工艺的简单可实施，又可以不增加预算成本.

利用MSC Nastran计算增加横梁后皮卡模型的模态分析，计算结果模态频率从35.4 Hz（不附加质量）降低到32.3 Hz，结构变化后的振型见图6.

整改后的测试结果对比见图7～9.图7为发动机转速在1 033 r/min工况时司机右耳侧microphone 34.2 Hz整改前、后声压级变化情况；图8为发动机转速在1 033 r/min工况时后围钣振动传感器34.2 Hz整改前、后加速度变化情况，图9为发动机转速在1 033 r/min工况时后围钣更改后司机右耳侧microphone 34.2 Hz三维彩色图谱.由图9可知，与图3相比，在中心频率为34.2Hz处噪声基本消失.

3结论

（1）利用MSC Nastran进行CAE计算，能很好地预测工况，减少实际模态试验成本（包括时间和物质成本），再一次证明MSC Nastran的计算能力和精度，满足CAE模态分析的可靠性.

（2）通过进一步分析，利用MSC Nastran的计算结果指导皮卡后围钣的结构整改，本文证明MSC Nastran解决实际问题的强大能力，提出较为优化的方案.

（3）最后解决1 033 r/min转速下中心频率34.2 Hz的驾驶室内低频轰鸣问题，提高驾驶室内的声品质，为整车的质量和客户的满意度增加砝码，并且将CAE与试验完美结合，做到CAE指导试验及整改，用实测验证CAE的可靠性，具有现实意义.

参考文献：

[1]沃德·海伦， 斯蒂芬·拉门兹， 波尔·萨斯. 模态分析理论与实践[M]. 北京： 北京理工大学出版社， 2001.

[2]李增刚. MSC Nastran快速入门与实例[M]. 北京： 国防工业出版社， 2007.（编辑陈锋杰）