ارايه يك مدل مفهومي براي تحليل رفتار ديناميكي سرشاسي خودرو در مرحله اوليه طراحي

A concept model for the dynamical analysis of vehicle wheelhouse in the early stage of design

امروزه در صنعت خودرو سازي از محاسبات مهندسي به كمك رايانه (CAE) براي بهبود عملكرد نويز و ارتعاشات خودرو استفاده بسيار زيادي مي شود. پيچيدگي بسيار زياد بدنه خودرو، باعث مي‌گردد مدل هاي محاسبات مهندسي به كمك رايانه بسيار پيچيده شده و اين امر بهينه سازي مدل پيشرفته را بسيار دشوار مي‌نمايد. مدل‌سازي مفهومي مي تواند جايگزين بسيار مناسبي جهت پوشش دادن به محدوديت‌هاي ذكر شده باشد. با كمك مدل مفهومي مي توان خصوصيات ديناميكي سازه خودرو شامل فركانس‌هاي طبيعي و شكل مودها را در مرحله اوليه طراحي و با حجم محاسبات بسيار كم مورد مطالعه قرار داد. بدين منظور يك مدل مفهومي توسعه داده شده براي سازه سرشاسي مدنظر ارايه شد. مدل مفهومي توسعه داده شده با استفاده از تيرهاي معادل براي اعضا تيرمانند در سازه و پنل هاي اصلي، ساخته شده است. هم چنين قابليت اطمينان مدل ساخته شده به كمك نتايج تحليل ديناميكي مدل المان محدود پيشرفته و همچنين آزمايش هاي تجربي مورد ارزيابي قرار گرفت. دو معيار مقايسه اي فركانس هاي طبيعي و شكل مودهاي متناظر براي اعتبارسنجي استفاده شده است. نتايج حاصله حاكي از همبستگي نتايج مدلسازي و آزمايش تجربي در محدوده فركانس هاي پايين دارد. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه مدل سازي مفهومي توسعه داده شده در اين پژوهش ابزاري بسيار قوي و موثر براي شناسايي و بهبود مشخصات ديناميكي اصلي سازه خودرو در مرحله اوليه طراحي مي باشد.

Nowadays the Computer Aided Engineering (CAE) technique is widely used for improving Noise Vibration Harshness (NVH) performance of vehicles. High complexities in the Body In White (BIW) of vehicles lead the developed CAE models to become complex by which the optimization process will become very hard. Concept modeling could be a suitable replacement to overcome the mentioned limitations. Dynamic characteristics such as natural frequencies and mode shapes could be studied in the early phase of design with very low amount of calculations with the concept model. For this purpose, a developed concept model has been presented for the wheelhouse. The developed concept model uses approximated equivalent beam elements to model the beam like and panels of the structures. Also, the experimental test and numerical model have been utilized for the validation of the developed concept model. Two criteria of natural frequencies and corresponding mode shapes have been considered as the measure of validation. The results showed good correlation with corresponding advanced CAE models as well as experimental tests in low frequency range. The results showed that the developed concept model in this research is a powerful and effective tool to enhance and optimize the NVH performance of the vehicle in the early stage of design.