轻型客车复合材料板簧模态的预测和分析.pdf

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1、振动与冲击第３５卷第２４期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３５Ｎｏ．２４２０１６轻型客车复合材料板簧模态的预测和分析１１１１２３史文库，钱琛，柯俊，高博，李国民，袁可（１．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春１３００２２；２．宁波华翔汽车零部件研发有限公司，宁波３１５０３３２；３．南京依维柯汽车有限公司，南京２１００２８）摘要：为了预测某轻型客车复合材料板簧的模态并预判复合材料板簧

2、的模态是否会与相关激励耦合发生共振，在ＡＢＡＱＵＳ软件中建立了针对复合材料板簧模态计算问题的有限元模型。对复合材料板簧的有限元模型进行了计算模态分析，根据计算模态分析结果预测了复合材料板簧的模态。对复合材料板簧的样件进行了试验模态分析，通过对比模态预测结果和试验模态分析结果的方法验证了模态预测结果的准确性和有限元模型的正确性。根据复合材料板簧的模态分析结果，设计的复合材料板簧能够避免共振现象的发生。利用经过验证的复合材料板簧有限元模型分析了各设计变量与复合材料板簧一阶模态频率之间的关系。分析结果表明，选用０°铺层

3、角度、较低密度的复合材料和较高的纤维体积含量能够降低复合材料板簧发生共振的可能性。得到的研究结果可显著降低复合材料板簧的研发风险和成本。关键词：客车；复合材料；板簧；有限元分析；模态分析中图分类号：Ｕ４６３．３３＋４．７文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１６．２４．０２３Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｍｏｄａｌｏｆａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｉｎａｌｉｇｈｔｂｕｓ１１１１２３ＳＨＩＷｅｎｋｕ，ＱＩＡＮＣｈｅｎ，ＫＥＪｕｎ，ＧＡＯＢｏ，ＬＩＧｕｏｍ

4、ｉｎ，ＹＵＡＮＫｅ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｉｎｇｂｏＨｕａｘｉａｎｇＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎｉｎｇｂｏ３１５０３３，Ｃｈｉｎａ；３．ＮａｎｊｉｎｇＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｍ

5、ｏｄａｌｏｆａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｉｎａｌｉｇｈｔｂｕｓａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｉｆｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｈｅｍｏｄａｌｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｗｉｌｌｏｃｃｕｒｏｒｎｏｔ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄａｌａｎａｌｙ

6、ｓｉｓｆｏｒｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｔｈｅｍｏｄａｌｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｗａｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｆｒｏｍｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ．Ｔｈｅｖｅｒａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄａｌａｎｄｔｈｅ

7、ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｗｅｒｅｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄａｌａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｃｏｕｌｄａｖｏｉｄｒｅｓｏｎａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄｔｈｅｆｉｒｓｔｏ

8、ｒｄｅｒｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌｅａｆｓｐｒｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ，ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｅｎｖａｌｉｄａｔｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ０°ｐｌｙｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈｌｏｗｅｒｄｅｎｓｉ