汽車制動(dòng)器模態(tài)仿真分析目錄TOC\o"1-3"\h\u2399汽車制動(dòng)器模態(tài)仿真分析 1211071.1引言 1191291.2制動(dòng)蹄的模態(tài)分析 257771.3計(jì)算結(jié)果及分析 41.1引言一般情況下，我們分析結(jié)構(gòu)的自振周期和頻率經(jīng)常使用到的方法就是模態(tài)分析，它主要是確定固有頻率以及振型。模態(tài)是指機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)都有對(duì)應(yīng)的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。模態(tài)分析一共有兩種，我們使用計(jì)算求解或?qū)嶒?yàn)分析這些模態(tài)參數(shù)的過程稱為模態(tài)分析。按計(jì)算方法，模態(tài)分析可分為計(jì)算模態(tài)分析和試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。機(jī)械設(shè)備的工作能力會(huì)受到振動(dòng)和噪聲的影響，加快對(duì)部件的耗損等問題，這種環(huán)境下長時(shí)間工作甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)損壞，所以機(jī)械振動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)有十分大的影響。我們可以通過模態(tài)分析得出在某個(gè)容易受到影響的頻率范圍內(nèi)某部件的各階模態(tài)的振動(dòng)特性，以此來預(yù)測實(shí)際情況下的振動(dòng)響應(yīng)，這樣可以對(duì)現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)、對(duì)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與優(yōu)化進(jìn)行指導(dǎo)、診斷及預(yù)報(bào)故障等。模態(tài)分析是振動(dòng)工程理論的一個(gè)非常重要的部分，根據(jù)分析出的頻率、振型等結(jié)果可以對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)行評(píng)價(jià);也可以作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)幫助設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反復(fù)修改以達(dá)到優(yōu)化的目的；分析結(jié)果可以幫助進(jìn)行故障診斷如（判斷是否有裂紋和空隙）。模態(tài)分析步驟（1）模型的建立（包括定義單元類型、材料的特性、劃分網(wǎng)格、接觸的施加）（2） 選取模態(tài)分析類型、模態(tài)提取選項(xiàng)。（3） 位移邊界條件設(shè)置（4） 程序形成的載荷向量可以在隨后的模態(tài)疊加分析中使用。（5） 獲取計(jì)算結(jié)果（6） 結(jié)果的分析評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析主要是研究結(jié)構(gòu)抵抗振動(dòng)的能力，而模態(tài)分析作為動(dòng)力學(xué)研究分析領(lǐng)域的基礎(chǔ)，其關(guān)注的重點(diǎn)為結(jié)構(gòu)自身的固有特性，即固有頻率及固有振型。結(jié)構(gòu)的固有特性與外界激勵(lì)的作用并無關(guān)系，只取決于系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)、材料等特性。該方法的運(yùn)用可以使復(fù)雜的工程實(shí)際問題方便地轉(zhuǎn)化為由少量參數(shù)來描述的數(shù)學(xué)問題,即通過求解運(yùn)動(dòng)微分方程的特征值與特征向量來有效地描述實(shí)際工程中的固有頻率及固有振型。模態(tài)分析的結(jié)果不僅可以為結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析提供所需的重要參數(shù)，也可為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，同時(shí)也可作為其它動(dòng)力學(xué)分析如諧響應(yīng)分析、隨機(jī)分析、譜分析及瞬態(tài)分析的起點(diǎn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)的自由振動(dòng)而言，由于結(jié)構(gòu)阻尼對(duì)整體結(jié)構(gòu)的作用較小，且分析的固有特性參數(shù)只與結(jié)構(gòu)自身屬性有關(guān)，與外載并無關(guān)系。故忽略由牛頓定律或拉格朗日方程所獲得的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程式中的阻尼矩陣及載荷向量，通過省略對(duì)應(yīng)項(xiàng)，可獲得多自由度結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無阻尼的振動(dòng)。1.2制動(dòng)蹄的模態(tài)分析建立模態(tài)分析模塊如下圖所示。圖模態(tài)分析一階振型二階振型三階振型四階振型五階振型六階振型頻域表1.3計(jì)算結(jié)果及分析根據(jù)鼓式制動(dòng)器的各零部件的實(shí)體有限元的模態(tài)分析結(jié)果，得到了它們前6各階的頻率和振型，從上圖中可以看出，第一階振型頻率為40.83HZ,二階振型頻率為51.438HZ,三階振型頻率為91.107HZ，四階振型頻率為883.96HZ,五階振型頻率為1087.1HZ,六階振型頻率為1502.3HZ。也可以明顯看到在相同階數(shù)頻率下，各個(gè)零件的最危險(xiǎn)置，以及鼓