汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體擴(kuò)缸前后靜強(qiáng)度和模態(tài)分析（二）

2017-05-15 23:18:59·

5.2 模態(tài)分析的方法選擇及注意事項(xiàng)

為了了解該缸體的振型，計(jì)算擴(kuò)缸前后兩種發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的自由模態(tài)。

理論和實(shí)踐均指出，當(dāng)結(jié)構(gòu)體在動(dòng)載荷激勵(lì)下產(chǎn)生共振時(shí)，一般只有前面不多的幾個(gè)低階共振情況比較危險(xiǎn)。因此，在振動(dòng)分析時(shí)，常常是只需要知道前面若干個(gè)固有頻率和振型，而不必求出全部固有頻率及振型。因此本次計(jì)算僅計(jì)算了曲軸箱的前五階模態(tài)。

模態(tài)的分析計(jì)算方法有很多種，如分塊的蘭索斯法、子空間法、降階法等、本文采用的是分塊的蘭索斯法，因?yàn)榇朔N方法適用于大型的求解問(wèn)題，并且采用稀疏矩陣求解器精度很好，對(duì)病態(tài)矩陣反應(yīng)較好，適用于大自由度提取多階模態(tài)的情況。

以123mm缸徑缸體為例，其模態(tài)分析的卡片設(shè)置要點(diǎn)為：

(1)在創(chuàng)建loadcollector之后在在卡片選擇中選擇EIGRL。此選項(xiàng)為蘭索斯法。

(2)在卡片編輯中，VI選擇0.100，ND選擇5。即計(jì)算前5階模態(tài)。

(3)在材料的模型的選擇上選擇線性各項(xiàng)同性材料模型MAT1。

(4)要指定好材料的彈性模量(EX=1lOGPa)、泊松比(PRXY=0.3)以及密度〇)ENS=7300Kg/m3)。此時(shí)要注意輸入數(shù)據(jù)的單位，確保在換算后，時(shí)間單位為s。

5.3 模態(tài)分析結(jié)果

在最終計(jì)算結(jié)束后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)振型的對(duì)應(yīng)情況，為了能使得兩種缸體的振型相對(duì)應(yīng)，避免發(fā)生同是前五階振型無(wú)法相對(duì)應(yīng)的情況，128mm缸徑缸體求解了前六階模態(tài)。求解后發(fā)現(xiàn)原方案缸體的第五階振型和新方案缸體的第六階振型相對(duì)應(yīng)，故本文給出兩種缸體對(duì)應(yīng)的頻率與振型。

擴(kuò)缸前后發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的各階振型形式如表6所示。

表6 新舊缸體振型對(duì)比表