基于的汽车前照灯振动性能分析

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1、2013年北京汽车工程学会学术年会论文集基于MSCNastran的汽车前照灯振动性能分析杨潆奎，董波，卢建志，刘帅，朴世荣(北京现代汽车有限公司技术中心，北京101300)摘要：通过对某车型前照灯进行结构分析，探讨了前照灯网格划分和零件结合部的建模方法。采用MSCNastran软件，使用多点约束连接单元法建立了前照灯的模态分析和振动分析有限元模型，并分别进行了求解。在前照灯设计的前期阶段，该方法可以快速用于对前照灯的振动性能进行预估，提升设计效率。关键词：前照灯；MSCNastran；模态分析；振动分析中图分类号：U463．65+1；TP391．9文献标

2、志码：AVehicleHeadlampVibrationPerformanceAnalysisBasedonMSCNastranYangYingkui，DongBo，LuJianzhi，LiuShuai，PiaoShirong(BeijingHyundaiMotorCo．，Ltd．TechnologyCenter,Beijing101300)Abstract：Throughanalyzingthestructureofaheadlamp，itsmeshingandmethodsofestablishingfiniteelementmodelaredisc

3、ussed．UsingMSCNastransoftware，modalanddynamicperformancefiniteelementmodelsofheadlampareestablishedusingmulti-pointconstraintsconnectionelementmethod，andaresolvedrespectively．Intheearlystagesofheadlampdesign，Thismethodcanquicklyestimatevibrationperformanceoftheheadlamp，andimprove

4、itsdesignefficiency．Keywords：headlamp；MSCNastran，modalanalysis；vibrationanalysis0引言随着顾客对汽车灯具动力学可靠性要求的提高，各汽车生产商对车灯结构设计的要求也越来越高‘11。有限元法作为常片jj的结构动力学分析方法之一，将其用于车灯振动性能分析，可显著提升车灯的设计效率。文中以某车型前照灯为对象，首先建立了前照灯模态分析的有限元模型，分析其固有频率；然后根据车灯台架振动试验的要求，建立了包含前照灯支架和夹具的前照灯振动分析有限元模型，分析了前照灯在振动试验条件下的力学特性

5、。1有限元模型的建立1．1前照灯的结构前照灯主要由面罩、灯体、反光镜、装饰框等复杂的注塑件，以及灯泡和透镜、铝合金支架、调光结构、电气元件等组成，并且存在螺钉、胶粘、装配接触、卡扣连接等众多连接方式，结构十分复杂，为建立正确的有限元模型，需要对各零件间的装配关系准确把握。因此，文中首先对前照灯进行拆解，以充分了解各零件之间的装配连接关系。拆解后的前照灯如图1(a)所示。·278·基于MSCNastran的汽车前照灯振动性能分析因区习厂—■—]l竺竺兰兰ll叫1姐肌刮仪’弘为提高建立有限元模型的效率，依照以下方法对前照灯模型进行合理的简化。1)去掉不重要的

6、部件。例如导线、电气接头等质量非常小，建模过程中予以忽略；2)高度小于3mm的凸台、“格栅”加强筋等特征，对其进行有限元建模，会增加对网格数量和质量的要求，对结果精度影响较小，可以忽略；3)对需要保留质量的零件，如内部结构十分复杂的灯座后盖、灯泡等，采用在零件的质心位置建立等效质量的方式予以代替。简化后的前照灯模型如图1(b)所示。1．2模型的网格划分采用HYPERMESH软件对前照灯、前照灯支架、夹具分别进行网格划分。1)前照灯和前照灯支架多为复杂的薄壁塑料件，且存在大量的加强筋和肋板，若采用抽取中面的办法，会出现大量难以修补的碎面。对于此类零件，采用

7、QUAD4和TRIA3单元在几何表面划分网格，单元尺寸取5mm。划分完毕，将表面网格偏置到中面获得中面网格。2)对于塑料件上横截面面积远大于塑料件平均厚度的加强筋，采用梁单元近似代替。梁单元的截面特性取加强筋横截面的平均属性。3)前照灯支架注塑过程中，内部插入了钣金件以提高支架的刚度，采用节点共用的方式处理塑料与钣金件的连接位置。4)对于透镜、夹具等壁厚较大的零件，采用六面体单元和三棱柱五面体单元进行网格划分，单元尺寸取5mm。1．3零件结合部的建模模型中各零件连接关系的处理是建立正确有限元模型的关键。为了便于说明，将零件之间的装配连接部分统称零件结合部

8、。根据结合部建模方法是否具有通用性，可将零件装配关系的动力学建模方法划分为两类，