汽車(chē)后視鏡抖動(dòng)的試驗(yàn)和仿真分析

　　圖4 后視鏡的模態(tài)有限元分析結(jié)果

　　有限元模型完成后，再分別賦予材料屬性，并對(duì)模型施加約束條件，約束按照車(chē)門(mén)的實(shí)際工作狀態(tài)處理，約束門(mén)鎖與鉸鏈處的三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，另外再約束側(cè)門(mén)與側(cè)圍接觸部位的Y向平動(dòng)自由度，當(dāng)這些設(shè)置完成以后，然后提交RADIOSS進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下圖4。

　　為了明確掌握有限元分析與試驗(yàn)的符合情況，將兩者的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)下表1。通過(guò)表1可以看出：試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果差別很小，說(shuō)明仿真分析結(jié)果有較高的可信度，因此可以通過(guò)有限元仿真的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

　　4.2 設(shè)計(jì)修改及驗(yàn)證分析

　　從上述試驗(yàn)和分析可以看出：后視鏡抖動(dòng)的主要原因在于垂直振動(dòng)的頻率較低，提高該模態(tài)的頻率值是本次修改的重要目標(biāo)。利用Hyper study的優(yōu)化分析以及類似后視鏡的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)因素對(duì)計(jì)算結(jié)果有重要影響[3]：第一，三角座(見(jiàn)圖5)的材料屬性對(duì)模態(tài)影響較大，該零件的材料為PA6，彈性模量較小，通過(guò)與供應(yīng)商聯(lián)系確認(rèn)，可通過(guò)增加玻璃纖維(GF)與金屬粉(MD)來(lái)提高材料的彈性模量，進(jìn)而提高后視鏡的模態(tài)頻率。

　　圖5 后視鏡三角架

　　圖6 后視鏡修改前后結(jié)構(gòu)對(duì)比

　　第二，后視鏡內(nèi)部玻璃支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的影響，該支架僅與后視鏡外殼進(jìn)行連接(見(jiàn)圖6(a))，沒(méi)有與三角支架連接，而且該支架質(zhì)量較大造成后視鏡重心總體偏向外側(cè)，形成類似懸臂梁的結(jié)構(gòu)，使后視鏡更易于發(fā)生振動(dòng)。為此，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改，修改后的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6(b)。

　　完成上述修改，重新建模進(jìn)行有限元分析，分析結(jié)果見(jiàn)下表2。從表2中可以看出修改后的第一階上下振動(dòng)頻率提高到了34.24Hz，而第二階前后振動(dòng)頻率也增加到40.53Hz，有效避開(kāi)了激勵(lì)源的共振頻率，基本滿足設(shè)計(jì)要求。該款車(chē)在隨后的路試中，后視鏡沒(méi)有出現(xiàn)抖動(dòng)的情況，說(shuō)明上述修改效果確實(shí)有效。

　　表2 修改前后的后視鏡有限元分析結(jié)果

　　5 分析與結(jié)論

　　針對(duì)國(guó)內(nèi)某款車(chē)出現(xiàn)后視鏡抖動(dòng)的情況，通過(guò)試驗(yàn)找到了抖動(dòng)的原因。為了快速的找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷及改進(jìn)的方法，通過(guò)在Hypermesh中建立有限元模型，并通過(guò)RADIOSS進(jìn)行了多次分析，找到了后視鏡抖動(dòng)的設(shè)計(jì)缺陷，并從修改零件材料和零件結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行了修改，修改后的后視鏡沒(méi)有出現(xiàn)抖動(dòng)的情況，這為解決后視鏡抖動(dòng)提供了一種解決方法。