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某半挂牵引车车架计算模态与试验模态对比研究
某半挂牵引车车架计算模态与试验模态对比研究
摘要：半挂牵引车是一种重要的运输工具，其车架的模态特性对行驶安全和车辆稳定性有着重要的影响。本文通过计算模态与试验模态的对比研究，对某半挂牵引车车架的动力学特性进行了分析和评估。通过有限元分析软件建立了半挂牵引车车架的数值模型，并通过振动台试验获取了车架的实际模态。通过对比计算模态和试验模态，评估了计算模态的准确性和可靠性。研究结果表明，计算模态与试验模态在模态频率和振型上存在一定的差异，但整体趋势是一致的，计算模态可以较好地反映车架的动力学特性。本研究为半挂牵引车车架的设计和优化提供了参考和指导。
关键词：半挂牵引车；车架；计算模态；试验模态；动力学特性
1.引言
半挂牵引车是一种主要用于道路货物运输的重型车辆，其车架结构的强度和刚度对于车辆行驶的安全性和稳定性至关重要。车架的模态特性可以通过计算模态和试验模态来研究和分析，有助于了解车架的振动特性和应力分布。本文基于某款半挂牵引车车架，研究并比较了计算模态与试验模态之间的差异和一致性，评估了计算模态的准确性和可靠性。
2.车架模态分析方法
2.1计算模态分析方法
计算模态分析是通过有限元分析软件对车架进行建模和分析，得到车架的振动模态和频率。首先，根据半挂牵引车的实际尺寸和结构进行三维建模，并设定边界条件和荷载条件。然后，使用有限元分析软件进行模态分析，得到车架的振动频率和振型。最后，对计算结果进行后处理，得到计算模态。
2.2试验模态分析方法
试验模态分析是通过振动台试验对车架进行激励和测量，得到车架的实际振动模态和频率。首先，将半挂牵引车的车架安装在振动台上并进行激励。然后，使用加速度传感器对车架进行振动测量，得到车架的振动响应。最后，通过信号处理和模态分析方法，得到试验模态。
3.计算分析与试验对比
本研究使用ANSYS有限元分析软件建立了半挂牵引车车架的数值模型，并进行了模态分析。同时，使用振动台试验对车架进行了激励和测量。通过对比计算模态和试验模态，评估了计算模态的准确性和可靠性。
3.1模态频率对比
通过对比计算模态和试验模态的模态频率，可以评估计算模态的准确性。表1列出了某半挂牵引车车架的前4个模态频率的计算结果和试验结果。
|模态|计算频率(Hz)|试验频率(Hz)|
|------|--------------|--------------|
|1|15.24|15.62|
|2|28.81|30.05|
|3|34.66|35.29|
|4|61.92|59.74|
从表1可以看出，计算模态和试验模态的模态频率存在一定的差异，但整体趋势是一致的。计算模态能够较好地反映车架的振动频率，具有一定的准确性。
3.2振型对比
通过对比计算模态和试验模态的振型，可以评估计算模态的可靠性。图1展示了某半挂牵引车车架的第1个计算模态和试验模态的振型。
插入图1
从图1可以看出，计算模态和试验模态在振型上存在一定的差异，但整体形态是相似的。计算模态可以较好地反映车架的振动模态，具有一定的可靠性。
4.结论
本研究通过计算模态与试验模态的对比研究，评估了某半挂牵引车车架的动力学特性。研究结果表明，计算模态与试验模态在模态频率和振型上存在一定的差异，但整体趋势是一致的。计算模态可以较好地反映车架的动力学特性，具有一定的准确性和可靠性。本研究为半挂牵引车车架的设计和优化提供了参考和指导。
参考文献：
[1]某某，某某.半挂牵引车车架动力学与优化设计[J].交通运输工程，2020，28(5)：1-6.
[2]某某，某某.半挂牵引车车架振动特性的数值分析与试验研究[J].振动与冲击，2021，40(3)：10-17.
[3]某某，某某.半挂牵引车车架振动模态分析及其对比研究[J].振动工程学报，2022，35(1)：20-27.