机械弹性车轮有限元计算与试验模态的相关性研究-哈尔滨工程大学学报.pdfVIP

第３８卷第 １期 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３８ №．１ ２０１７年１月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｊａｎ． ２０１７ 机械弹性车轮有限元计算与试验模态的相关性研究 王强，赵又群，林棻，杜现斌，付宏勋 （南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 ２１００１６） 摘　 要：为了满足新型机械弹性车轮结构响应预测和动态优化设计的要求，采用有限元计算与试验测试相结合的 方法对其振动特性进行了研究。 通过有限元分析得到车轮结构的振动模态频率及相应的振型，结合参数灵敏度分 析和试验模态对其有限元模型进行修正。 基于内积相关度理论，对修正后的有限元计算模态和试验模态参数进行 了相关性分析，根据两者的吻合程度，验证了有限元建模及修正分析方法的有效性；修正后的有限元模型精度得到 提高，计算结果更加反映了车轮的结构特性，为机械弹性车轮结构动态优化设计研究提供了参考。 关键词：机械弹性车轮；有限元分析；模态试验；模型修正；相关性分析 ＤＯＩ：１０．１１９９０／ ｊｈｅｕ．２０１５１２０６７ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．ｕ０９２０．０１４．ｈｔｍｌ － － － 中图分类号：Ｕ４６３．３　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６ ７０４３（２０１７）０１ ００８６ ０８ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｏｄｅ ｏｆ ａ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ ＷＡＮＧ Ｑｉａｎｇ，ＺＨＡＯ Ｙｏｕｑｕｎ，ＬＩＮ Ｆｅｎ，ＤＵ Ｘｉａｎｂｉｎ，ＦＵ Ｈｏｎｇｘｕｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃ⁃ ｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｎｅｗ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｌａｓｔｉｃ ｗｈｅｅｌ （ＭＥＷ） ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ． Ｉｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｍｏｄｅｓ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＭＥＷｗａｓｕｐｄａｔｅｄ． Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆ ｔｈｅｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｉｎｎｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ，ｃｏｒ⁃ ｒｅｌａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈａｔ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｐｄａｔｅｄｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉ⁃ ｍｅｎｔｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｕｐ⁃ ｄａ