车辆乘坐室结构动态响应分析

I车辆乘坐室结构动态响应分析摘要：随着生产和科学技术的高速发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展，为了使这些产品和设备安全可靠的工作，其结构系统必须具有非常良好的静、动态特性。轮式机动车辆以下简称“车辆”,包括汽车、拖拉机、装载机、铲运机等的应用日益广泛, 对其行驶过程中动态响应的研究也愈加深人。本文中是以某型小轿车乘坐室模型为研究对象，将其简化为实体结构， 研究其动态特性。将乘坐室模型离散为有限数量的具有质量和弹性特性的单元，建立乘坐室的有限元模型。对结构的振动响应进行有效的分析。是结构的固有特性。如果结构的任何一个固有频率被激励，那么都会发生共振现象，从而形成共振、较高的动态响应和噪声。在结构模态分析的基础上，计算在与动力舱连接部位施加激励时的结构响应。分析乘坐室的结构响应特性，为进一步进行舱体结构的声振优化设计打下基础。关键词：车辆乘坐室模型；有限元模型；结构模态分析 IIVehicle passenger compartment structural dynamic response analysisAbstract: With the rapid development of production and science and technology, machinery and equipment is also increasingly to high-speed, efficient, precise, lightweight and automation direction, in order to make these products and equipment safe and reliable work, the system must have a very good structure the static and dynamic characteristics.Wheeled motor vehicle hereinafter referred to as vehicle, including cars, tractors, loaders, scrapers and other used widely, studied the dynamic response of the process of moving people has become even more deeply.This article is based on a certain type of car passenger compartment model for the study, which was reduced to a solid structure, to study the dynamic characteristics. The passenger compartment having a discrete mass model and the elastic properties of a limited number of units, the finite element model of the passenger compartment. The vibration response of the structure for effective analysis. It is inherent structure. If any of the natural frequency of the structure is excited, the resonance phenomenon occurs, thereby forming a resonance, a high dynamic response and noise. On the basis of modal analysis, structural response calculation when energized with the power compartment connecting portion. Structural analysis by room response characteristics, designed to further optimize the sound and vibration pod structure basis.Keywords: vehicle passenger compartment model; finite element model; Modal Analysis III目 录摘要 .IAbstract.II目录 .III1 绪论 .11.1 研究的意义和工程应用背景 .11.2 本文研究的主要内容 .12 结构振动理论基础 .22.1 结构振动的研究概况 .22.2 多自由度结构的振动特性分析 .22.3 激励力作用下一般结构的振动响应分析 .33 车辆乘坐室结构分析的基本工作原理 .53.1 有限元动态分析基本原理 .53.2 模态分析的基本原理 .53.3 谐响应分析的基本原理 .63.4 有限元建模的基本准则 .74 ANSYS 计算方法 .84.1 ANSYS 的功能模块 .84.2 ANSYS 的计算方法 .85 车辆乘坐室结构模态分析 .95.1 定义工作文件名和标题 .95.2 实体建模 .95.3 定义材料性能参数 .115.4 创建几何模型、划分网格 .12 IV5.5 模态分析 .165.6 模态结果分析 .195.7 小结 .236 车辆乘坐室结构谐响应分析 .256.1 发动机对车辆乘坐室的激励谐响应 .256.2 发动机对车辆乘坐室结构激励谐响应结果分析 .296.3 不平路面对车辆乘坐室的激励谐响应 .426.4 不平路面对车辆乘坐室的激励谐响应结果分析 .427 结论 .577.1 工作总结 .57参考文献 .58致谢 .59 11 绪论1.1 研究的意义和工程应用背景随着生产和科学技术的高速发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展，为了使这些产品和设备安全可靠的工作，其结构系统必须具有非常良好的静、动态特性 1。轮式机动车辆以下简称“ 车辆” , 包括汽车、拖拉机、装载机、铲运机等的应用日益广泛, 对其行驶过程中动态响应的研究也愈加深人 2。为确保车辆最良好的驾驶性能, 使之既舒适又安全, 同时为进一步提高车辆的设计水平, 不少专家学者对车辆的动态特性和由道路不平度引起的动态响应进行了许多研究, 并已取得成果。建立了系统的动态有限元模型, 应用随机振动理论、有限元技术和功率谱密度方法,对车辆在行驶过程中由于路面不平引起的动态响应进行了研究, 并将计算结果同用其它力学模型和不同计算方法所得到的结果进行了分析比较, 目的在于为轮式机动车辆动态响应的模拟计算提供一种实用方法 2。经专家学者的研究评述，指明了其特点和使用范围。普遍的六种方法是：振型叠加法5-6、状态空间法、复模态法、直接积分法、一阶常微分方程组初值问题的数值解法和时域有限元法 3。1.2 本文研究的主要内容本文中是以某型小轿车乘坐室模型为研究对象，将其简化为实体结构， 研究其动态特性。研究的主要内容和方法主要包括以下几个方面：（1） 将乘坐室模型离散为有限数量的具有质量和弹性特性的单元，建立乘坐室的有限元模型。（2） 对结构的振动响应进行有效的分析。是结构的固有特性。如果结构的任何一个固有频率被激励，那么都会发生共振现象，从而形成共振、较高的动态响应和噪声。（3） 在结构模态分析的基础上，计算在与动力舱连接部位施加激励时的结构响应。（4） 分析乘坐室的结构响应特性，为进一步进行舱体结构的声振优化设计打下基础。 232 结构振动理论基础2.1 结构振动的研究概况近十年来，随着有限元(FEM) 9-12 、边界元(BEM) 13-15 等数值方法的不断发展，加上数字计算机的计算能力的不断加强，为解决复杂振动问题提供了强有力的手段。从 60年代中期以来，振动测试和信号分析技术有了重大突破和进展，这又为振动问题的实验、分析和研究开拓了广阔的前景 16-18。2.2 多自由度结构的振动特性分析 对于自由度为n维的结构振动系统其运动方程可以写为 （2.1) MxCKxFt这里 、 、 、 分别是各质量的加速度、速度、位移以及作用于系统的外力t列矩阵。 对式（2.1）是通过模态分析法进行求解的。 模态分析方法分为实模态分析和复模态分析。无阻尼多自由度线性振动系统的运动微分方程可表示为 (2.2)MxKFt其中 与 都是nxn阶实对称矩阵，且 设为正定。 M当 =0(i=1，2，3) 时，方程可表示为 iFt(2.3)0xK式(2.3)的特征方程为 其中 是系统做简谐振动的角频率。 (2.4)2detM结构的主振型方程可由下式表示 =1，2，n (2.5) 20iKi无阻尼线性系统的主振动都是谐振动。每个主振动有其固有的频率 ，在每个主振动i中，各个位移分量振幅的相对大小与相位由主振型 确定。对应的有 n 个谐振动的振幅分ie布；当有某特定阻尼情况时，还对应地有振动的 n 个阻尼系数。 42.3 激励力作用下一般结构的振动响应分析 对于一般结构，统一的运动方程为(2.6) ,MWDFxt式中 D W是空间坐标的线性微分算子。采用模态分析法求解该运动方程。当结构做无阻尼自由振动时，运动方程为(2.7)0设式(2.7)满足给定边界条件的简谐振动解为(2.8),njtnWxte谐振动的角频率，有无限个特征值；W(x )n阶谐振型的分布函数。由于特征值有无n限个，所以特征函数也为无限个，于是自由振动稳态解为(2.9),njtntAxe特征方程满足以下方程：(2.10)20nnDWxMx现在假设线性系统被激振动的解可以被分解为许多具有模式分布形式的解的线性组合，即假设解为(2.11) ,nxtxqt将(2.11)式代回到 (2.6)式并考虑到 (2.10)式关系，结合特征函数的正交性关系，同时假设结构上一点 作用一单频点力，则求解可得到： ,jjXxy(2.12)0 01jtnnjnqtPeWXHMA这里，单频力被记为 ， 00,jtFte02001nnnj最后可得： (2.13)00,ninjnjti XHWt PeM5是 点作用一个集中的单位强度的单频力时，产生在任意 Xi 点0ninjnWXHMjX的第 n 阶简谐模式的位移分量，也是 Xj 点处力作用在 Xi 点的 n 阶模态的单频响应函数：是点 作用单频力情况下 Xi 点的位移响应，即点力作用下结构位0injnn移的单频响应函数。63 车辆乘坐室结构分析的基本工作原理3.1 有限元动态分析基本原理有限元方法具有以下优点：(1)分析形状十分复杂的、非均匀的各种实际工程结构；(2)在计算中可以模拟各种复杂的材料本构关系、载荷和条件；(3)进行结构的动力分析； 3.2 模态分析的基本原理 结构离散化以后，在运动状态中各结点的动力平衡方程如下： (3.1) ideFPtF式中： 惯性力向量， 阻尼力向量， 动力载荷向量， i d Pt弹性力向量。 e弹性力向量可用结点位移 和刚度矩阵 表示如下： K(3.2) eFK式中，刚度矩阵K的元素 Kij 为结点 j 的单位位移在结点 i 引起的弹性力。根据达朗贝尔原理，可用质量矩阵M 和结点加速度 表示惯性力 2t(3.3) 2iFMt式中：质量矩阵M 的元素 Mij 为结点 j 的单位加速度在结点 i 引起的惯性力。 阻尼力向量可用阻尼矩阵C和结点速度 表示 d t(3.4) dFt式中：阻尼矩阵中的元素 Cij 为结点 j 的单位速度在结点 i 引起的阻尼力。 将式(3.2)式(3.4)代入到式(3.1)，得到运动方程 (3.5)2MKPttt令 ， 。 则运动方程可写为如下形式： t2t7(3.6)MCKPt在式(3.6)中令 P(t)=0，得到自由振动方程。(3.7)0设结构做如下简谐运动：(3.8)cost把上式代入式(3.7) ，可得到齐次方程(3.9a)2KM或 (3.9b)()0在有振动时，结构中各结点的振幅 不全为零，所以式(3.9b)中括号内矩阵行列式之值必须等于零，由此得到结构的固有频率方程，即：(3.10)20KMn是结点自由度数目，式(3.10)是 的n次代数方程，求出结构的n个固有频率2(3.11)123A3.3 谐响应分析的基本原理 常使用的直接积分法有有限差分法和纽马克法；在此基础之上，用振型 的线性叠i加来表示处于运动状态中的结构位移向量 ：（3.12）12 1.ninitttt用 前乘式(3.12) 的两边，由于振型的正交性，等式右边的n项中，当i 时均为零，TjM j只剩下i= j这一项，即： (3.13)TTj pjj jJtMmt式中： 为第 j阶振型的广义质量，pjmTpjjj由此得到：8(3.14)Tii pMtm和的初始值可表示如下：i(3.15)00Tii pi(3.16) Tii piMm现在考虑式(3.6) 的求解，把式(3.12) 代入到式(3.6)中，得到： (3.17) 111nnni i ii i iCKPt对于粘性阻尼系统，令 ，同时令 ， 为第i阶振型的M2ii阻尼比。对上式两边乘以 ，并考虑振型的正交性，可得： Ti（i=12n） （3.18）21TiiiipiPtm方程(3.18)是一个由 n个相互独立的方程组成的二阶常微分方程组，它在形式上与单自由度体系的运动方程相同。求解方程组(3.18)，把得到的 代入式(3.12)，即得到所需解答。it3.4 有限元建模的基本准则具体应满足下述准则： （1） 变形协调条件。若用协调单元，元素边界上亦满足相应的位移协调条件。 （2） 满足边界条件和材料的本构关系。（3） 刚度等价原则。（4） 超单元的划分尽可能单级化并使剩余结构最小。94 ANSYS 计算方法4.1 ANSYS 的功能模块ANSYS有前处理、分析计算和后处理模块。在结构振动和声学计算分析时主要是使用前处理分析模块(PREP7) 和振动模态分析、谐响应分析等进行计算求解，然后在后处理分析模块(POST1 和POST26)中进行结果后处理。 （1） 前处理 前处理是指创建实体模型及有限元模型。（2） 加载和求解 加载和求解主要是在 ANSYS 的运算器中进行的。4.2 ANSYS 的计算方法启动ANSYS，可以在命令输入窗口通过键盘输入。命令一经执行，该命令就会在.LOG文件中列出，打开输出窗口可以看到.LOG文件的内容。（1） 前处理模块 PREP7双击实用菜单中的“Preprocessor” ，进入ANSYS 的前处理模块。这个模块有实体建模和网格划分。1） 实体建模ANSYS程序提供了两种实体建模方法：自顶向下与自底向上。2） 网格划分ANSYS程序包括四种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。3） 求解模块 SOLUTION点击快捷工具区的SAVE_DB将前处理模块生成的模型存盘，退出Preprocessor，点击实用菜单项中的Solution，进入分析求解模块。ANSYS软件提供的分析类型如下：结构静力、结构动力学、结构非线性、动力学、热、电磁场、流体动力学、声场、压电等分析。 105 车辆乘坐室结构模态分析 5.1 定义工作文件名和标题1） 选择 Utility MenuFileChange Jobname 命令，出现 Change Jobname 对话框，在【/FILNAM】 Enter new jobname 输入栏中输入工作文件名 cheliangchengzuoshi,并将 New log and error files 设置为 Yes，单击【OK】按钮关闭该对话框。图 5.1 定义工作文件名2） 选择 Utility MenuFileChange Title 命令，出现对话框，输入 Sheji，单击【OK】 。图 5.2 输入工作文件名5.2 实体建模点击菜单目录中的第一个Preferences，出现对话框，点击Structural，点击【OK】。11图 5.3 定义单元类型所用的单元类型为Structural Shell Elastic 4node 63 单元。SHELL63 号单元具有弯曲以及膜应力分析能力。允许施加面以及方向力作用。可以进行应力刚化分析以及大变形和大应变的分析。图中左下角XYZ 为单元坐标系，I 节点处的XYZ 为旋转坐标系，I 节点处的XUYUZU为平移坐标系。图 5.4 63 号单元1） 选 Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 命令，出现 Element Types对话框，单击【Add】按钮，出现 Library of Element Types 对话框。2） 在 Library of Element Types 复选框中选择 Structural Shell， Elastic 4node 63 单12元，在 Element type reference number 输入栏中输入 1，单击【OK】按钮，关闭该对话框。图 5.5 “单元类型列表”对话框3） 选 Main MenuPreprocessorReal Constants Add/Edit/Delete 命令,出现 Real Constants对话框，单击【Add】按钮，出现 Element Type for Real Constants 对话框，选 SHLLE 63，单击【OK】按钮，出现 Real Constant Set Number 1,for SHLLE 63 对话框，在 Real Constant Set No.输入栏中输入 1，在 Shell thickness at node I TK(I)输入栏中输入 0.005,在其他输入栏中输入 0，单击【OK】按钮关闭该对话框。5.3 定义材料性能参数壳体材料为 45 钢，材料密度 =7800kg/ ,泊松比 PRXY=0.3，弹性模量3mEX=2.1E11Pa。1） 选 Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models 命令，出现 Material Model Behavior 对话框。13图 5.6 材料参数对话框2） 在Material Models Availabley一栏中依次双击Favorrites，Linear Static，Density，再【DEN】一栏输入7800；双击Linear、Elastic，再【EX】一栏输入2.1E11,再【PRXY】一栏输入0.3，关闭对话框。图 5.7 参数定义对话框5.4 创建几何模型、划分网格在本研究中一律采用了 Free 方式对车辆乘坐室壳体进行了自由式网格划分。1） 选 Utility MenuPlotCtrslStyleNumbering 命令，出现 Plot Numbering Controls 对话框，选 KP Keypoint number、LINE Line number、AREA Area number 和 VOLU Volume number选项，使其状态从 Off 变为 On，单击【OK】 。14图 5.8 节点数显示对话框2） 选 Utility MenuPlotCtrslView SettingView Direction 命令，出现 View Direction 对话框，在 XV，YV，ZV Coords of view point 后面的 3 个输入栏中分别输入 1、1、1，其余采用默认设置，单击【OK】 。图 5.9 坐标位置对话框3） 选 Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS 命令，出现Create Keypoints In Active Coordinate System 对话框。4） 在 NPT Keypoint nuber 输入栏中输入 1，在 X、Y 、Z Location in active CS 输入栏中分别输入 0，0，0，单击【OK】 。15图 5.10 创建关键点对话框根据车身的图纸和实际的几何形状，经测量，某轿车乘坐室长4.3米，宽度1.9米，高度为1.0米。5）参照第 3） 、4）步的操作过程，依次在 ANSYS 显示窗口生成以下关键点编号极坐标：2（0，0，0.6）；3（0，1.9，0.6）；4（0，1.9，0）；5（1.2，0，0.6）；6（1.2，1.9，0.6）；7（1.5，0，1.0）；8（1.5，1.9，1.0）；9（3.3，0，1.0）；10（3.3，1.9，1.0）；11（3.5，0，0.6）；12（3.5，1.9，0.6）；13（4.3，0，0.6）；14（4.3，0，0）；15（4.3，1.9，0）；16（4.3，1.9，0.6）；6） 选择Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesStraight Line命令，依次连接各关键点（Keypoint）,生成模型线框结构如下图所示。16图 5.11 线框模型7） 选择Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy Lines命令，将线框模型生成板模型如下图所示。17图 5.12 板模型8） 选择Main MenuPreprocessorMeshingMeshingTool命令，弹出MeshingTool对话框，选择自动划分网格工具Smart Side，自动划分出板单元网格如下图所示图 5.13 实体单元划分网格9） 选择Utility MenuFileSave as命令，将其保存为：shejiwangge.db5.5 模态分析模态分析方法：（1）降阶法；（2）子空法（subspace method） ；（3）非对称法（unsymmetrical method） ；（4）阻尼法（damped method） ；（5）分块 Lanczos 法（Block Lanczos method） ；（6）快速动力法（power dynamic method） 。它具有求解精度高，计算速度快的特点。因此本文求解也采用这种方法求解自由振动模态，频率指定范围为 0200Hz，注意频率范围宁肯指定大一点也不要小，这样保证模态提取不会丢失。1） 选择 Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis 命令，出现 New Analysis 对话框，选择分析类型为 Model，如图所示，单击【OK】关闭对话框。18图 5.14 分析类型对话框2） 选择 Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options 命令，出现 Model Analysis对话框，参照图 对其进行设置19图 4.15 模态分析对话框单击【OK】按钮，出现 Block Lanczocs Method 对话框，在 FREQB Start Freq 输入栏中输入 0，在 FREQE End Frequency 输入栏中输入 200，单击【OK】关闭该对话框。图 5.16 频率设置对话框3） 选择Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOnLines 命令，点击乘坐室底部边框，对其施加约束时，点击【ALL DOF】 ，单击【OK】按钮关闭对话框。4） 选 Utility Menu SelectEverything 命令，选所有实体。5） 选 Main MenuSolutionSolve Current LS 命令，出现 Solve Current Load Step 对话框，20同时出现/STATUS Commmand 对话框，单击 FileClose 命令。单击【OK】 ，开始求解。6） 求解完成时，出现 Note 提示框，单击【Close】命令。7） 查看求解结果，选 Main MenuGeneral PostprocResults Summary 命令，ANSYS 将显示前 10 阶的模态频率，如图所示：图 5.17 加约束后的模态频率8） 选择 Main MenuGeneral PostprocRead ResultsBy Set Number 命令，出现 Read Results by Data Set Number 对话框，在 NSET Data Set Number 输入栏中输入 1，单击【OK】按钮关闭该对话框。9） 选 Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsDeformed Shape 命令，出现 Plot Deformed Shape 对话框，在 KUND Items to be plotted 中选 Def shape only，单击【OK】 ，窗口显示变形形状，10） 选择 Main MenuGeneral PostprocRead ResultsBy Set Number 命令，出现 Read Results by Data Set Number 对话框，在 NSET Data Set Number 输入栏中输入 1，单击【OK】按钮关闭该对话框。11）参照以上步骤的操作过程，显示车辆乘坐室第二阶模态振型。重复以上操作依次得出21310 阶的模态。5.6 模态结果分析图5.18 第一阶模态振型图5.19 第二阶模态振型22图5.20 第三阶模态振型图5.21 第四阶模态振型23图5.22 第五阶模态振型图5.23 第六阶模态振型24图5.24 第七阶模态振型图5.25 第八阶模态振型25图5.26 第九阶模态振型图5.27 第十阶模态振型5.7 小结1） 相同模态的出现，这是由于壳体结构的周期性对称所致，例如模态2，3有相同的频率，在接下来的图中分别给出了相应的模态形状，人们可以看到它们具有相同的形状，只是在26相互成90的平面内变形，正因为如此，我们常常把它看成一个模态。2） 特征模态判断，因为所关心的频率范围为200Hz以下的，所以110模态都在其范围内，即特征模态数有10阶，模态振型如图所示。3） 模态描述，如图所示图5.1 模态振动变形276 车辆乘坐室结构谐响应分析6.1 发动机对车辆乘坐室的激励谐响应1） 选择 Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis 命令，出现 New Analysis对话框，选择分析类型为 Harmonic，如图所示，单击【OK】关闭对话框。2) 选择 Main MenuSolutionAnalysis TypeAnalysis Options 命令，出现 Harmonic Analysis 对话框，在【HROPT】 Solution method 下拉菜单中选择 Mode Superposn，在【HROUT】菜单中选择 Amplitud+phase，其他采取默认设置。图6.1 动态响应设置对话框3） 单击 【OK】按钮，出现 Mode Sup Harmonic Analysis 对话框，在【HROPT】 Maximum mode number 输入栏中输入 10，其余选项采用默认设置，单击【OK】按钮。4） 选择 Main MenuSolutionLoad Step OptsTime/FrequenceFrep and Substps 命令，出现 Harmonic Frequency and Substep Option 对话框，在【HARFRQ】 Harmonic freq range输入栏中分别输入 0、200，在【NSUBST】 Number of substeps 输入栏中输入 50，在【KBC】Stepped or ramped b.c 选项中选择 Stepped，如图所示，单击【OK】按钮关闭该对话框。28图6.2 频率设置对话框5） 选择 Main MenuSolutionLoad Step OptsOutput CtrlsDB/Results File 命令，出现Controls for Database and Results File Writing 对话框，在【FREQ】 File write frequency 一栏中选中 Every Nth substp 选项，其余选项采用采用默认设置，如图所示，单击【OK】按钮关闭该对话框。图6.3 频率输出对话框6） 选择 Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Lines命令，出现 Apply U，ROT on Areas 拾取菜单，用鼠标选取汽车底部边缘线，单击【OK】按钮，出现 Apply U，ROT on KPs 对话框，选择 ALL DOF，单击【OK】按钮关闭对话框。7） 选择 Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/MomentOn Nodes命令，出现 Apply F/M on Nodes 拾取菜单，用鼠标在 ANSYS 显示窗口选择位于汽车发动机部位 230 节点，单击【OK】按钮，出现 Apply F/M on Nodes 对话框，在 Lab Direction of force/mom 下拉菜单中选择 FZ选项，在【VALUE】 Real part of force/mom 输入框中输入-20 ，单击 【OK】按钮关闭该对话框，如图所示29图6.4 载荷设置对话框图6.5 发动机部位（节点230）施加载荷8） 选择 Main MenuSolutionSolveCurrent LS 命令，出现 Solve Current Load Step 对话框，同时出现/STATUS Command 窗口，单击其上的 FileClose 命令，关闭该窗口，单击 Solve Current Load Step 对话框上的【OK】按钮，ANSYS 将求解计算。9） 求解结束时，出现 Note 提示框，单击【Close】 。10）从主菜单命令中选择Main Menu TimeHist Postpro，Time-History Variables对话框30出现。11）选择菜单命令Open file，打开qiche.rfrq 文件，同时打开flie.db数据文件。如下图所示。图6.6 文件输出选择对话框12）选择 Main MenuTimeHist PostproDefine Variables 命令，出现 Define Time-History Variables 对话框，单击 【Add】按钮，出现 Add Time-History Variables 对话框，选择Nodal DOF Result，单击【OK】按钮，出现 Define Nodal Data 拾取菜单，选择汽车底部前部，在栏中输入 459，单击【OK】按钮，出现 Define Nodal Data 对话框，在选择 Main MenuTimeHist Postpro 命令的时候同时弹出 Time History Variables 窗口，在 Name User-specified label 输入栏中输入 UX，在 Item,Comp Data item 一栏中选择 DOF solutionTranslation UX，单击【Apply】按钮，参照上面的步骤依次定义节点431，403，291，312，347，165，175 在 UX,UY 和 UZ 的变量。31图6.7 检测点选择对话框6.2 发动机对车辆乘坐室结构激励谐响应结果分析以下图片是对汽车重要部位进行动态谐响应的频率振幅图表6.1 检测节点结点 291 347 312 459 431 403 165 175壁板 乘坐室前挡风玻璃乘坐室后挡风玻璃乘坐室顶盖乘坐室底板前部乘坐室底板中部乘坐室底板后部前面车门后面车门图6.8（a） 节点（459）Z方向的振幅响应曲线32图6.8（b） 节点（459）X方向的振幅响应曲线图6.8（c） 节点（459 ）Y方向的振幅曲线33图6.9（a） 节点（431）Z方向的振幅曲线34图6.9（b） 节点（431）X方向的振幅曲线图6.9（c） 节点（431）Y方向的振幅曲线35图6.10（a） 节点（403）Z方向的振幅曲线图6.10（b） 节点（403）X方向的振幅曲线36图6.10（c）节点（403）Y方向的振幅曲线图6.11（a） 节点（291）Z方向的振幅曲线37图6.11（b） 节点（291）Y方向的振幅曲线图6.11（c） 节点（291）X方向的振幅曲线38图6.12（a） 节点（312）Z方向的振幅曲线图6.12（b） 节点（312）Y方向的振幅曲线39图6.12（c） 节点（312）X方向的振幅曲线图6.13（a） 节点（347）Z方向的振幅曲线40图6.13（b） 节点（347）Y方向的振幅曲线图6.13（c） 节点（347）X方向的振幅曲线41图6.14（a） 节点（165）Z方向的振幅曲线图6.14（b） 节点（165）Y方向的振幅曲线图6.14（c） 节点（165）X方向的振幅曲线42图6.15（a） 节点（175）Z方向的振幅曲线43图6.15（b） 节点（175）Y方向的振幅曲线图6.15（c） 节点（175）X方向的振幅曲线44图6.16 节点振幅最大最小值结果分析：由 459 号测点可以看到，当激振频率在0200Hz时，其节点x方向的位移出现一个峰值1.628mm、y方向的位移峰值为4.584mm、z方向的峰值为8.996mm。综合观察 459 号、431 号、403 号、347 号和 175 号测点，变化趋势基本相同，频率振动最大值都在频率为 20Hz 附近。在观察 291 号、312 号、165 号测点是，振动图像出现双峰值，其相同点是双峰之间的波谷都是 20Hz，这说明当激振频率在 0200Hz 时，291 号、312 号、165 号测点在 x、y、z 轴进行着有规律的、交替的振动。6.3 不平路面对车辆乘坐室的激励谐响应按照以上对汽车的谐响应分析在汽车四个轮胎部位施加一定频率（50Hz）的载荷，观察汽车重要部位的频率响应。图6.17 施加载荷6.4 不平路面对车辆乘坐室的激励谐响应结果分析参照发动机对汽车乘坐室的振幅影响的分析步骤，对汽车模型进行求解处理，对其重要节点进行频率分析：45表6.2 检测节点结点 291 347 312 459 431 403 165 175壁板 乘坐室前挡风板乘坐室后挡风玻璃乘坐室顶盖乘坐室底板前部乘坐室底板中部乘坐室底板后部左前面车门左后面车门图6.19（a） 节点（450）X方向的振幅曲线46图6.19（b）节点（450）Y方向的振幅曲线图6.19（c） 节点（450）Z方向的振幅曲线47图6.20（a） 节点（405）X方向的振幅曲线图6.20（b） 节点（405）Y方向的振幅曲线48图6.20（c） 节点（405）Z方向的振幅曲线图6.21（a） 节点（401）X方向的振幅曲线49图6.21（b） 节点（401）Y方向的振幅曲线图6.21（c） 节点（401）Z方向的振幅曲线50图6.22（a） 节点（291）X方向的振幅曲线图6.22（b） 节点（291）Y方向的振幅曲线51图6.22（c） 节点（291）Z方向的振幅曲线图6.23（a） 节点（312）X方向的振幅曲线52图6.23（b） 节点（312）Y方向的振幅曲线图6.23（c） 节点（312）Z方向的振幅曲线53图6.24（a） 节点（347）X方向的振幅曲线图6.24（b） 节点（347）Y方向的振幅曲线54图6.24（c） 节点（347）Z方向的振幅曲线图6.25（a） 节点（165）X方向的振幅曲线55图6.25（b） 节点（165）Y方向的振幅曲线图