车桥动态特性的试验模态分析及数值模拟分析方法研究

车桥是车辆的主要传力件和承载件。它起支撑车辆荷重、将动力传动系统传递的动力传导到驱动轮上的作用，是车辆上各种复杂力的集合点。传统的结构设计和检验方法多数是基于静态分析的结果，按照相应的强度理论进行的。但车辆在行驶过程中，往往发生很大的振动。根据经验和理论研究，引起桥壳破坏的主要原因是作用在车桥上的，由于路面不平度引起的冲击力和各种复杂工况下的作用力，这些动载荷引起的动应力往往比静态应力大出好多倍。因此，找出车辆正常行驶在各种不同路面状况下车桥的最大动应力区，对防止车桥破坏建立一个可以遵循的安全设计依据，有着非常重要的现实意义。 本文将有限元方法和试验模态分析技术有机的结合起来，以某微型汽车的驱动桥壳为研究对象，分别运用ANSYS有限元分析软件和试验模态分析法对其进行静态分析，试验模态分析和有限元谱分析。此外，结合五种典型路面实测的响应谱，分析了车桥在相应的路面激励下的最大应力区和谱响应特性。 本文的创新之处在于第一，在模态试验中通过有限元分析和MODENT模态试验软件对车桥进行试验预分析，找出结构的最佳悬挂点、最佳激励点和最佳响应点，从而使试验数据更加真实可信。第二，由于车桥在静态情况下存在着安装的预紧力和车的自重，所以在对车桥进行有限元模态分析时，必须考虑车桥预应力的存在，而不是传统的自由状态下的模态分析，做有预应力情况的模态分析，使模态分析的结果更加符合实际情况。