车架结构动力学特性边界元法解析

方英武; 张永芳; 张广鹏; 黄玉美; 吕延军; 徐辉

车架结构动力学特性边界元法解析

1.
空军工程大学电讯工程学院, 陕西西安 710077
2.
西北工业大学电子信息学院, 陕西西安 710072
3.
西安理工大学机械与精密仪器工程学院, 陕西西安 710048

基金项目:

陕西省自然科学基金项目 2003E₂08

详细信息

作者简介:
方英武(1972-), 男, 安徽池州人, 空军工程大学博士研究生, 从事计算力学与控制研究

中图分类号: U463
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出版历程
- 收稿日期: 2005-07-09
- 刊出日期: 2005-12-25

Dynamic behaviors analysis of vehicle frame by BEM

1.
School of Telecommunication Engineering, Air Force Engineering University, Xi'an 710077, China
2.
School of Electric and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China
3.
School of Machinery and Precision Instrument Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China

More Information

Author Bio:
Fang Ying-wu(1972-), male, doctoral student, 86-29-84286551, wyfyw@tom.com

摘要

摘要: 为在设计阶段对车架结构进行高效的动力学建模解析, 提出了基于边界元的区域分割单元合成方法。采用薄板元件的动态基本解, 建立了板型构件的边界方程, 运用区域分割单元合成法, 推导出车架结构的动力学方程。边界元计算值相对于实验值的最大相对误差为5.0%, 相对于有限元计算值的最大误差为5.9%, 表明基于边界元的区域分割单元合成方法能够快速、准确地分析车架结构的动力学特性, 在设计阶段可提高车架结构的建模精度和计算效率。
- 汽车工程 /
- 车架结构 /
- 边界元法 /
- 动态基本解 /
- 区域分割
Abstract: For analyzing the dynamic properties of vehicle frame effectively in design, an area partition method based on boundary element method(BEM) was presented, the boundary equations of plate structure were established by using dynamic fundamental solutions of thin plate, the dynamic equations of vehicle frame were deduced. Computation result shows that the maximal relative error of BEM's values and experimental values for thin plate is 5.0%, the maximal error of FEM's values and BEM's values for vehicle frame is 5.9%.The dynamic characteristics of vehicle frame are analyzed fastly and efficiently, its modeling precision and calculation efficiency are improved greatly in design by BEM.
- automobile engineering /
- vehicle frame /
- boundary element method /
- dynamic fundamental solutions /
- area partition

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图 1 车架结构/cm

Figure 1. Vehicle frame

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图 2 板型构件结构

Figure 2. Structure of plate components

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图 3 单元区域

Figure 3. Element areas

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图 4 悬臂板结构

Figure 4. Structure of cantilever plate

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图 5 振动实验测试流程

Figure 5. Flow chart of vibration test

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表 1 计算值与实验结果对比

Table 1. Comparison of calculational result and experimental result

频率f/Hz	ω₁	ω₂	ω₃	ω₄	ω₅	ω₆
计算值	16.4	17.7	52.8	77.8	78.4	108.5
实验值	15.8	17.0	50.6	74.4	74.8	103.3
相对误差/%	3.8	4.1	4.4	4.6	4.8	5.0

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表 2 BEM值与FEM值对比

Table 2. Comparison of results calculated by BEM and FEM

频率f/Hz	ω₁	ω₂	ω₃	ω₄	ω₅	ω₆
BEM值	11.4	13.7	15.5	17.8	26.5	41.5
FEM值	11.9	14.3	16.2	18.7	28.0	44.1
相对误差/%	-4.2	-4.2	-4.3	-4.8	-5.4	-5.9

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参考文献(11)

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