悬架系统振动特性知多少？教你实操悬架模态分析
导读：大家好，我是仿真秀才，仿真秀专栏作者，从事结构耐久仿真分析13年，有二十多款自主品牌及合资车开发经验，具备整车、开闭件、白车身、底盘、内外饰方面的强度 刚度 疲劳损伤分析。
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本文是我向仿真秀APP投稿的第4篇文章，很荣幸能够被采用，且发布在这里发表。希望和读者朋友一起交流技术和学习心得，以下是我撰稿的原创文章，欢迎读者朋友查看。以下是正文：
悬架是汽车的重要总成之一,其作用是传递作用于车架和车轮间的力和力矩,减缓行车过程中复杂路面对车架和车身所带来的冲击，保证汽车能够平稳行驶。因此,对悬架系统的振动特性的掌握和了解，在汽车设计过程中十分重要。本文根据模态理论对悬架系统进行了系统的模态特性分析。观测悬架系统的模态分布，保证其与相邻子系统间的避频。对于前悬架主要考虑的时动力总成系统的bounce模态。
一、CAE分析流程图
二、分析软件
悬架模态分析，我常用的分析软件包括：
前处理（Pre processors）: HyperMesh
求解器（Solver）： NASTRAN
后处理（Post Processors）： Hypergraph
三、建模要求
1、单位系统
分析中运用的单位系统要求一致，如下：
Force N (Newton)
Mass Ton (Ton)
Length mm (Millimeter)
Time sec (Second)
2、坐标系统
整车坐标系
3、网格单元要求
建立Trim Body 模型，在车身模型的基础上，将动力总成、内饰总成、IP总成等以集中质量的形式代替与车身连接。
若项目提供网格单元要求则参照其要求。
4、连接关系的建立
不同车型的悬架形式可能不同，但包含的运动关系基本相同。前悬架模型中涉及的到连接关系包括：衬套、球铰、花键和减振器。下面分别描述这几种连接关系如何建立：
（1）衬套
衬套采用CBUSH单元模拟，赋予相应的刚度信息。
1）建立property卡片
2）编辑property卡片，定义刚度信息
3）建立CBUSH单元
（2）球铰的建立
球铰采用RBE2放开相应的自由度的方式模拟。
（3）花键连接的建立
花键连接同球铰，仅仅是放开自由度的差异
三、减振器的模拟
减振器的运动功能表现为：减振器的轴可以沿着减振器筒轴向移动，并具有随速度变化的阻尼。
为了保证轴向运动，在轴和轴套的上下端，各建立一个RBE2单元，放开轴向自由度。
采用CBUSH单元，模拟轴向随速度变化的阻尼。考虑到液压悬置的动态刚度，减振器本身在动态下应该也是有刚度的，之前的分析中一直按照无刚度来处理的，这样悬架的刚度就偏低，有些企业一般采用赋予轴向经验刚度（150N/mm）来处理。
四、计算的假设条件
计算模型包括：减振器、轮胎、制动盘、轮毂、转向节、摆臂、半轴、横向稳定杆、副车架及转向机。
假设模型为线弹性模型，在不影响分析精度的情况下将部分件简化为集中质量。
五、约束及边界条件
约束悬架与车身安装位置的全部自由度。
六、载荷条件
1、定义模态提取卡片
2、设置全局控制卡片
1）SOL Card
2）PARAM
3) CLOBAL_CASE_CONTROL
4)GLOBAL_OUTPUT_REQUEST
七、分析结果的性能目标要求
读取OP2文件，识别车轮同步跳动、异步跳动及摆动模态。
八、分析要求
提取悬架模态不需要提取过多阶次的频率，但必须读取车轮同步跳动、异步跳动及摆动模态，也可根据这几阶典型模态验证模型是否正确。
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