面向振動問題的車門內(nèi)板優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、車門作為汽車的重要組成部分，其振動性能的優(yōu)劣將直接影響整車的NVH性能，進(jìn)而影響乘客的乘坐舒適性。車門會在玻璃升降器電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及汽車行駛時的路面激勵等作用下產(chǎn)生振動，車門結(jié)構(gòu)設(shè)計及匹配不當(dāng)，如激勵源頻率與車門固有頻率接近時，就會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。因此研究車門的振動特性并針對振動問題對車門結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計研究具有重要意義。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　針對某轎車車門，利用ABAQUS軟件建立車門系統(tǒng)有限元模型，進(jìn)行自由模態(tài)分析

2、，獲取車門的固有頻率和振型，并對車門的振動特性進(jìn)行評價。在有限元分析的基礎(chǔ)上，用LMS.Test.Lab測試系統(tǒng)采用多點(diǎn)激勵單點(diǎn)響應(yīng)的方法對該車門進(jìn)行實(shí)驗?zāi)B(tài)分析，并采用PolyMax法進(jìn)行模態(tài)擬合提取模態(tài)參數(shù)，以驗證有限元模態(tài)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)模態(tài)實(shí)驗結(jié)果，車門模態(tài)振型與有限元模擬相關(guān)性很高，固有頻率值最大誤差為7.9％，在實(shí)驗允許的誤差范圍內(nèi)，由此可見所建立的有限元模態(tài)分析模型較準(zhǔn)確。
　　根據(jù)有限元分析結(jié)果，該車門固有頻

3、率避開了各激勵源頻率，但車門的第一階彎曲頻率41.1Hz與該車門匹配的白車身第四階彎曲頻率41.44Hz較接近，需要進(jìn)行優(yōu)化?；贠ptiStruct軟件以一階振動頻率為優(yōu)化目標(biāo)，車門內(nèi)板腹部為設(shè)計區(qū)域?qū)囬T內(nèi)板做了單目標(biāo)形貌優(yōu)化設(shè)計研究，并確定了加強(qiáng)筋參數(shù)的最優(yōu)值。優(yōu)化后車門第一階固有頻率提高了7.8%，比白車身第四階頻率高2.86Hz，比第五階頻率低5.35Hz，且避開了各激勵源頻率，因此單目標(biāo)優(yōu)化后的車門不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。

4、　　采用折中規(guī)劃法建立了以垂直剛度和前三階振動頻率為優(yōu)化目標(biāo)的綜合目標(biāo)函數(shù)，對車門內(nèi)板進(jìn)行了多目標(biāo)形貌優(yōu)化研究，并確定了加強(qiáng)筋參數(shù)的最優(yōu)值。優(yōu)化后車門第一階固有頻率與優(yōu)化前相比提高了8.1%，比白車身第四階頻率高2.99Hz，比第五階頻率低5.22Hz，且避開了各激勵源頻率，因此多目標(biāo)優(yōu)化后的車門不會出現(xiàn)共振現(xiàn)象。單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化后的結(jié)果差別不大，但單目標(biāo)優(yōu)化的效率高于多目標(biāo)優(yōu)化，且建模過程更加簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
　　本文達(dá)成了車