案例9 - 轮辋模态分析

1.案例介绍

路噪在汽车噪声中是常见问题,也是各大汽车厂商不断优化的重点。在车轮传递特性中,轮辋侧向动刚度是其重要指标之一,轮辋的侧向动刚度的大小在轮胎的隔振性能中起到决定性的作用,并且在结构噪声的传递路径上有明显的影响,进而影响到整车噪声。
为优化汽车的路噪,对某电动汽车的轮辋进行模态仿真,优化其侧向动刚度。进行模态分析能够有效避开各种激励频率,避免产生共振导致轮辋失效。 案例介绍 案例介绍

2.流程介绍

  • 前处理与求解设置
    • 学习如何导入几何,自动生成网格
    • 学习如何导入模型网格
    • 学习如何设置模型与材料相关选项
    • 学习如何求解计算
  • 后处理结果分析展示
    • 统计表格
    • 折线图
    • 结果云图

步骤一:导入几何

进入模态分析模块,点击“几何”,上传几何文件rim.step,本案例网格名为rim。如下图所示:

步骤一:导入几何

图2.1导入几何

步骤二:几何分组

点击“几何”前的“+”,弹出分组选项,可以分别创建“点”、“线”、“面”三种类型的组,“体”组系统会自动生成。
点击后面“+”,选择添加面组,鼠标点击几何目标面进行选择施加位置。

步骤二:几何分组 步骤二:几何分组 步骤二:几何分组

图2.2几何分组

步骤三:划分网格

点击“网格”,类型选择“几何生成”,“网格划分方法”选择“自动划分”,精度调至中间。设置完毕后点击最下方的“生成网格”,等网格划分成功后,会显示网格信息。

步骤三:划分网格

图2.3划分网格

步骤四:接触设置

本案例无接触

步骤五:单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型,在模态分析模块中,单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种;网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时,可对子模型进行单元设置。设置如下图所示:

步骤五:单元设置

图2.4单元设置

步骤六:材料设置

直接点击“材料”,对模型赋予整体材料属性。

步骤六:材料设置

图2.5材料设置

步骤七:边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”,选择“离散点绑定位移”,施加位置为内壁面;

步骤七:边界条件设置

图2.6边界条件与载荷

步骤八:求解器设置

求解器设置采用默认设置

步骤八:求解器设置

图2.7求解器设置

步骤九:时间步&资源

“特征频率范围”设置为“截止频率”,“模态阶数”为30。

步骤九:时间步&资源

图2.8时间步&资源

步骤十:结果配置&计算

结果配置中只有位移场

步骤十:结果配置&计算

图2.9结果配置

点击“仿真计算”,开始计算,直至提示成功即可。操作如下图所示:

步骤十:结果配置&计算

图2.10计算

步骤十一:结果展示

点击“仿真计算”前“+”,可以看见三种计算结果。

1)表格-统计数据

步骤十一:结果展示

图2.11统计数据

2)绘图

步骤十一:结果展示

图2.12本征频率图

步骤十一:结果展示

图2.13模态有效质量图

步骤十一:结果展示

图2.14累计归一化模式有效质量图

3)位移云图

步骤十一:结果展示

图2.15位移云图