針對貨車驅(qū)動橋殼低階模態(tài)頻率過高的問題,以某貨車驅(qū)動橋殼為研究對象,以橋殼主要關(guān)鍵尺寸為設(shè)計(jì)變量,對驅(qū)動橋殼做了預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,獲得了結(jié)構(gòu)的前六階固有頻率和振型。通過靈敏度分析方法獲得了橋殼各設(shè)計(jì)變量對低階模態(tài)頻率的影響規(guī)律,基于靈敏度合理選擇設(shè)計(jì)變量,以提高模態(tài)低階頻率為目標(biāo),整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量不大于65 kg為約束條件,對橋殼做了優(yōu)化分析,優(yōu)化后模態(tài)低階頻率提高了約10 Hz;再次對優(yōu)化后的模型做了強(qiáng)度與剛度分析校核;最后,利用臺架對驅(qū)動橋殼做了垂直彎曲強(qiáng)度和彎曲剛度試驗(yàn)。研究結(jié)果表明:可通過設(shè)計(jì)變量對模態(tài)靈敏度的影響進(jìn)行分析,來指導(dǎo)設(shè)計(jì)變量取值,從而提高驅(qū)動橋殼的低階模態(tài)頻率;經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果與分析結(jié)果一致。
【部分圖文】：

建立邊界條件時,將橋殼看做簡支梁,因?yàn)榕_架試驗(yàn)時的支點(diǎn)為面接觸,利用遠(yuǎn)端點(diǎn)約束橋殼半軸套管左輪距位置的下面,驅(qū)動橋殼邊界條件如圖1所示。約束x、y、z方向的位移和沿y軸的轉(zhuǎn)動,橋殼的半軸套管右輪距位置的下面通過遠(yuǎn)端點(diǎn)約束x、z的位移和沿y軸的轉(zhuǎn)動。驅(qū)動橋殼材料SCW550,屈服強(qiáng)度420 MPa,抗拉強(qiáng)度570 MPa,延伸率≥15%,彈性模量212 GPa,泊松比0.31,密度7.85 g/cm-3。所得結(jié)構(gòu)最大應(yīng)變?yōu)?.27 mm,最大應(yīng)力為325.8 MPa,遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度570 MPa,即滿足橋殼垂直彎曲強(qiáng)度要求。

橋殼設(shè)計(jì)參數(shù)位置

考察靈敏度分析結(jié)果,低階模態(tài)頻率對應(yīng)設(shè)計(jì)變量的靈敏度如圖3所示。當(dāng)靈敏度為正值時,結(jié)構(gòu)的參數(shù)值越大,低階模態(tài)頻率的靈敏度越高,即模態(tài)頻率值越大;反之,當(dāng)靈敏度為負(fù)值時,結(jié)構(gòu)的參數(shù)值越小,低階模態(tài)頻率的靈敏度越高,即模態(tài)頻率越高。由模態(tài)靈敏度分析結(jié)果可知:
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