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2024年6月25日发(作者：)

附 录A

1. 关于软件接口连接

UG为三位建模软件，有较为完善的分析功能，在独立建模是可进行质量，

面积，体积，强度等多方面计算，可自行编程进行导入式分析。UG软件近几年

在国内开始运用，仍存在许多不足，在本次毕业设计中所体现的主要问题在于软

件的不完全兼容，UG建模软件与ANSYS分析软件存在结构稍复杂模型不可执行

布尔操作及分析，主要原因通过解读导入程序得知，在ANSYS分析软件中对UG

实体建模程序转换不完全，所导致建模文件丢失性较大。存在软件版本配合问题，

同为高版本软件时导入文件出现丢失情况较小。如UG7.5与ANSYS12.0之间导入

文件时仅丢失少部分文件，同平面建模相对导入性较好。适于结构简单模型进行

运用。

2. 模态实验应考虑的问题

实验模态分析就是以控制理论为基础，从所测得的输入、输出信息中去

辨识结构的模态参数。近几年来，实验模态技术发展很快，各种测试手段日

益更新，模态参数识别软件也层出不穷，这为我们获得结构的较为准确的模

态参数带来极大方便。

（1）激振方法

激振方法的选择包括两方面内容：采用什么样的激振信号；采用单点激

振还是多点激振。问题的中心在于是否能够提供足够的能量，把需要的频段

中的模态全部激发出来。激励信号可采用随机信号、脉冲信号等。随机信号

可用白噪声发生器产生，试验中选用了0-160Hz白噪声信号，其优点是，能

量均匀分布在频带上，且在较宽频率范围内对结构进行激励，总的激振力水

平，便如平均值、均方值等是可以控制的；其缺点是泄漏误差大。用锤击法

提供脉冲信号，该方法的优点是设备简单，不需要精心设计安装激振器的夹

具，便于现场测试或在线测试；激振点可以灵活，敲击力方向可以任意；测

试精度能满足一定要求，高于随机激励。缺点是激振力频率范围不易控制；

仅适合于低频，高频模态不易激出来；由于振动能量分散，从而信噪比小；

锤击有时可能过载，使结构进入非线性范围。固定的激振点是经过多点试敲

后选定的。模态分析的频域法有两种：单点激振法和多点激振法。多点激振

法需要昂贵的多点激振设备，试验过程复杂，但计算比较简单；单点激振法

所需设备简单，试验也较容易，但计算方法要复杂上些。在本次实验中根据

现有条件，采用单点激振法。

（2）固定方式

在进行部件模态实验分析时，首先要确定被测物体的固定方式。固定方

式一般有两种：一种是按照其实际工作状的方式约束，这种固定方式主要是

用于较波折部件或在振动台上进行试验；二是悬吊式。由于本次实验对象是

车架，不可能选择实际工作状态方式，故采用橡皮绳悬吊式，使其处于自由

状态下进行分析。结构处于自由状态具有最多的自由度，这样得到的模态参

数便于与其他部件一起进行整体结构的综合模态分析。具体悬吊方江是：车

架左右纵梁前后端各用一根橡皮绳将整个车架吊挂在大型吊架上，即为四点

悬吊式。经实测，车架挂上后，系统的固有频率（所谓的“刚体模态频率”）

中的最高者为0.816Hz，小于第一阶弹性模态频率（FI=20.67Hz）的1/5，

可近似认为被吊的车架处于自由状态，这样可以防止悬挂的刚体模戊与车架

的弹性模态发生耦合。

（3）激励方式

采用电磁式激振器，最大激振力为200N。激振器的推杆顶端连接一个力

传感器，力传感器固定在车架后横梁右下部。为了保证测试精度，不能让被

测物体有附加约束而产生其它外力，例如，对结构激振时，除了产生垂直振

动外，还将产生回转（转角），这时如果因为有激振器连接限制其转动，就

会产生附加的弯矩。为了解决这一问题，激振器和被测物体之间的推杆需要

有一定的侧向弹性，这样既能保证在激振方向有一定的刚度，不影响激振力

的传递，双能减少在侧向对回转的约束。另外，推力杆的自振频率应远离被

测物体的模态频率。在试验中要求顶杆与车架之间不能脱离，顶杆与力传感

器间不能有任何松动和间隙。此次试验采用顶杆与力传感器间通过螺纹连

接。为防止顶杆与车架脱离，将力传感器固定在一个小底座上，该底座用螺

纹与一磁铁相联，同时将磁铁块吸附在车架上。还应注意激振点不应与测试

频段内任何一阶振型的节点相重合。因此在进行正式试验以前应先进行预

测。 ?

（4）试验频段的选择

试验频段的选择应考虑到汽车在运行条件下可能的激振频率范围，通常

认为，远离振源频带的模态对结构的实际振动影响（贡献量）较小。通俗的

说法就是“低频激励激不出高频模态”。事实上，高频模态贡献的大小，除

与激振频率有关外，还与激振力的分布状况有关。此外，如果部件进行综合

本文标签： 模态结构分析进行车架

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