一种悬置支架模态优化仿真分析方法、系统、设备及存储介质与流程

allin2025-05-07  93


本发明属于汽车,具体涉及一种悬置支架模态优化仿真分析方法、系统、设备及存储介质。


背景技术:

1、发动机悬置支架振动可以分为不受外载荷的自由振动与外载荷作用下的强迫振动。自由振动可以反映出支架结构的动态特性,若外力载荷的频率与支架的固有频率相同或者相近就会引起共振,振动幅度加大,共振会引起支架架构的破坏。汽车悬置支架模态计算的重要性在于可以预测支架的共振风险,避免由于共振导致的支架破坏。

2、发动机悬置支架装配状态模态结果受多种因素影响,如悬置支架的材料属性、悬置支架结构、其所受的载荷、装配体连接处的结构强度等因素;在使用有限元仿真方法对悬置支架装配状态模态进行优化时,悬置支架的模态结果所受影响因素较多,在仿真计算时需要进行多次计算,计算成本较高。


技术实现思路

1、针对现有发动机悬置支架模态结果计算分析过程中,悬置支架模态计算结果影响因素较多等问题,本发明提供了一种悬置支架模态优化仿真分析方法、系统、设备及存储介质,该分析方法通过设计正交试验减少计算工况,从悬置支架本身结构,悬置支架所受载荷,与悬置支架材料三个方面优化支架模态,该分析方法计算次数减小,计算成本低,计算效率高,方法简单,相较于传统计算方式针对三种材料注意计算,计算效率显著提高。

2、本发明通过如下技术方案实现:

3、第一方面,本发明提供了一种悬置支架模态优化仿真分析方法,具体包括如下步骤:

4、步骤一:采用正交实验法确定试验工况;

5、步骤二:基于试验工况对悬置支架装配状态模型进行前处理,后进行有限元计算得到仿真计算结果;

6、步骤三:基于仿真计算结果选择最优工况,确定后续计算工况;

7、步骤四:基于确定的工况再次进行提交计算得到悬置支架装配状态模态计算结果;

8、步骤五:基于步骤四的模态计算结果判断发动机悬置支架装配状态模态是否达标。

9、进一步地,步骤一具体包括如下步骤:

10、s11、确定影响因素:悬置支架结构,所受载荷,悬置支架材料;

11、s12、确定水平条件:每个影响因素的取值个数,即每个影响因素的实验点的个数;

12、s13、确定实验总个数:表示测试用例的总个数,即正交表生产的测试用例的数目;

13、s14、采用等水平正交表或混合水平正交表确定试验工况。

14、进一步地,步骤二具体包括如下步骤:

15、s21、在有限元前处理软件hypermesh中导入发动机悬置支架及与之装配的发动机零部件几何模型,进行删除重复面、清理掉倒角、处理自由边及修补缺失面;

16、s22、根据装配体的结构特征在关键部位细化网格密度,再对悬置支架及与之装配的发动机零部件进行网格划分,修改网格质量差的位置,使之满足计算要求;

17、s23、针对网格划分完成后的模型,施加载荷,赋予材料属性。

18、s24、将前处理完成后的发动机悬置支架装配状态模型提交到高性能运算平台nastran,进行有限元模态计算;

19、s25、采用有限元结果分析软件hyperview,分析计算结果,选出悬置支架模态计算结果的最优工况。

20、进一步地,步骤三具体包括如下步骤:

21、求出支架结构作为影响因素a1,a2,a3下仿真结果的平均值,同理求出载荷大小及支架材料属性作为影响因素b1,b2,b3及c1,c2,c3的平均值;以三种影响因素下模态结果的最大值作为最优试验工况;分别计算a1,a2,a3影响因素下支架模态结果的平均值,从中选择模态计算结果最大的影响因素作为后续计算所用的支架结构,其余工况以此类推。

22、进一步地,步骤四具体包括如下步骤:

23、根据步骤三确定出的悬置支架结构、所受载荷以及悬置支架材料,重复步骤二,并进一步判断悬置支架模态计算结果是否达标。

24、进一步地,步骤五中,若模态计算结果未达标,采用有限元结果分析软件hyperview选择模态计算结果的应变能量云图,确定适当的比例尺,在应变能量云图中,应变能大于或等于确定的比例尺的部位呈现红色,其余应变能较小的部位呈现蓝色,对悬置支架模型应变能较大的位置进行模型结构优化,直至模态计算结果达标。

25、进一步地,所述进行模型结构优化具体是按照悬置支架结构、对悬置支架与刚体连接处及悬置支架所受载荷的顺序进行优化。

26、第二方面,本发明提供了一种悬置支架模态优化仿真分析系统,包括:

27、确定模块,用于采用正交实验法确定试验工况;

28、前处理模块,用于基于试验工况对悬置支架装配状态模型进行前处理,后进行有限元计算得到仿真计算结果;

29、选择模块,用于基于仿真计算结果选择最优工况,确定后续计算工况;

30、计算模块,用于基于确定的工况再次进行提交计算得到悬置支架装配状态模态计算结果;

31、判断模块,用于基于模态计算结果判断发动机悬置支架装配状态模态是否达标。

32、第三方面,本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法。

33、第四方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法。

34、与现有技术相比,本发明的优点如下:

35、本发明的一种悬置支架模态优化仿真分析方法、系统、设备及存储介质,该分析方法通过设计正交试验减少计算工况,从悬置支架本身结构,悬置支架所受载荷,与悬置支架材料三个方面优化支架模态,该分析方法计算次数减小,计算成本低,计算效率高,方法简单,相较于传统优化悬流程,该方法可显著提升计算效率。



技术特征:

1.一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,步骤一具体包括如下步骤:

3.如权利要求1所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,步骤二具体包括如下步骤:

4.如权利要求1所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,步骤三具体包括如下步骤:

5.如权利要求1所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,步骤四具体包括如下步骤:

6.如权利要求1所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,步骤五中,若模态计算结果未达标,采用有限元结果分析软件hyperview选择模态计算结果的应变能量云图,确定适当的比例尺,在应变能量云图中,应变能大于或等于确定的比例尺的部位呈现红色,其余应变能的部位呈现蓝色,对悬置支架模型应变能较大的位置进行模型结构优化,直至模态计算结果达标。

7.如权利要求6所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法,其特征在于,所述进行模型结构优化具体是按照悬置支架结构、对悬置支架与刚体连接处及悬置支架所受载荷的顺序进行优化。

8.一种悬置支架模态优化仿真分析系统,用于实现如权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,包括:

9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种悬置支架模态优化仿真分析方法。


技术总结
本发明公开了一种悬置支架模态优化仿真分析方法、系统、设备及存储介质,属于汽车技术领域,包括:步骤一:采用正交实验法确定试验工况;步骤二:基于试验工况对悬置支架装配状态模型进行前处理,后进行有限元计算得到仿真计算结果;步骤三:基于仿真计算结果选择最优工况,确定后续计算工况;步骤四:基于确定的工况再次进行提交计算得到悬置支架装配状态模态计算结果;步骤五:基于步骤四的模态计算结果判断发动机悬置支架装配状态模态是否达标。该分析方法通过设计正交试验减少计算工况,从悬置支架本身结构,悬置支架所受载荷,与悬置支架材料三个方面优化支架模态,该分析方法计算次数减小,计算成本低,计算效率高,方法简单,相较于传统计算方式针对三种材料注意计算,计算效率显著提高。

技术研发人员:汪童童,何洪源,李允,孟德宇,吴楠
受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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