加油車車架結構模態分析摘要：

利用ANSYS程序采用空間SHELL單元，對某油罐車車架結構的振動特性進行有限元分析，驗證車架在正常行駛時,路面對其激勵的振動頻率是否接近油罐車車架的固有頻率，從而發生共振。 

長期以來，對車輛的車架鋼結構設計較注重靜態設計，但由于車輛運行速度的提高，車架鋼結構及車輛主要零部件的結構設計必須要從以靜強度為主要準則的靜態設計向具有良好動特性的動態設計過渡。隨著車速的提高，由線路不平順引起的隨機激勵的頻域加寬，導致車輛垂直和橫向振動增大，并通過轉向架作用于車體，以較高頻率激勵出車體的彈性振動，影響車體的疲勞壽命。對車架進行模態分析得出其結構的固有頻率，規避激勵頻率，為進行諧響應分析，瞬態動力學分析打下基礎。

[1]  1．結構動力學特性分析的有限元法  n個自由度阻尼系統的運動微分方程為  [M]{..x(t)}+[C]{. x(t)}+[K]{x(t)} = {F(t)}           

 (1)  式中，[M]為系統的n×n階質量矩陣；[C]為系統的n×n階阻尼矩陣；[K]為系統的n×n階剛度矩陣；{x(t)}，{.x(t)}，{.. x(t)}分別為系統的位移，速度和加速度響應列向量，均為n階；{F(t)}為n階動態載荷列向量。在求解系統固有頻率和固有振型時，因阻尼較小，可不考慮阻尼的影響，則系統的自由振動方程為  [M]{.. x(t)}+[K]{x(t)} = 0                        

(2)  它的解可以假設為  {x(t)}={ϕ}sin(ωt-t0)                           

(3)  式中,{ϕ}是n階向量，ω是向量{ϕ}的振動頻率，t是時間變量，t0是由初始條件確定的時間常數。將式(3)代入式(2)，就成為求廣義特征值的問題：  [K] {ϕ}-ω2[M] {ϕ}=0                          

(4)   求解以上方程可以確定{ϕ}和ω,結果得到n個特征解(ω12,ϕ1 2),(ω22,ϕ22), …(ωn2,ϕn2)其中特征值ω1,ω2,ωn代表系統的n個固有頻率,并有0<ω1<ω2<…<ωn,特征向量ϕ1,   ϕ2…ϕn,代表系統的n個固有振型的。

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