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某型汽車(chē)電子控制器的模態(tài)仿真分析

作者： 時(shí)間：2016-12-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


3.4 材料參數

該型汽車(chē)電子控制器實(shí)物的總重205.4克，其中PCBA重為100.1克，殼體重為105.3克，有限元模型總重為 204.9克，其中PCBA模型重為99.5克，殼體模型重為103.9克，實(shí)物和有限元模型重量的相對誤差為1.0%。為了簡(jiǎn)化計算，認為電路板具有一種等效材料參數，該等效參數是通過(guò)對PCB光板的拉伸試驗和測量對其測密度得到的。同樣認為較大的電器件也具有一種等效材料參數，其彈性模量和泊松比是參考普通芯片的材料得到的，密度是由芯片的總重量除以總體積得到的。各個(gè)部件的材料參數如表1所示。

表1：各部件的材料參數


3.5 仿真分析結果

利用Abaqus軟件對該汽車(chē)電子控制器進(jìn)行約束模態(tài)分析，得到的前三階模態(tài)頻率和模態(tài)振型如圖9、圖10、圖11所示。第一階固有頻率為172Hz，第一階振型為控制器沿兩個(gè)安裝耳中心點(diǎn)連線(xiàn)的前后振動(dòng)；第二階固有頻率為262Hz，第二階振型為控制器殼體上下面的相向的凸凹振動(dòng)；第三階固有頻率為293Hz，第三階振型為控制器殼體上下面的相對的凸凹振動(dòng)。


圖9 ：第一階頻率：172Hz


圖10：第二階頻率：262Hz


圖11：第三階頻率：293Hz

4 模態(tài)實(shí)驗過(guò)程及結果

4.1 模態(tài)試驗過(guò)程

利用美國PCB公司的壓電式力錘和壓電式加速度計進(jìn)行激勵、拾振。然后用LMS TEST.LAB 試驗采集分析系統進(jìn)行數據采集和分析。試驗設置如下，采樣頻率為2048Hz，采樣帶寬為1024Hz，頻率分辨率為0.125Hz，激勵用力窗，響應是指數窗。

汽車(chē)電子控制器通過(guò)兩個(gè)安裝孔固定在基頻大于500Hz試驗臺上。采用了5傳感器布置方案（圖12）進(jìn)行模型試驗。參照仿真分析結果發(fā)現，該傳感器布置方案漏掉了第一階扭轉模態(tài)。而采用8傳感器的布置方案（圖13）能測得第一階扭轉模態(tài)。


圖12 ：5傳感器的布置方案


圖13： 8傳感器的布置方案

4.2 典型的實(shí)驗結果

在5傳感器的試驗中，若干點(diǎn)的頻率響應函數如圖14所示。隨意選取一個(gè)測試點(diǎn)的相干函數如圖15所示。在有效帶寬的范圍內，相干函數接近1，可以判定頻率響應函數的可信度比較高。在8傳感器的試驗中，若干點(diǎn)的頻率響應函數如圖16所示。


圖14：若干點(diǎn)的頻響函數


圖15 ：典型相干函數


圖16：若干點(diǎn)的頻響函數

利用LMS TEST.LAB軟件中的Time MDOF方法進(jìn)行模態(tài)參數分析。根據所有測試點(diǎn)的頻率響應函數之和建立穩態(tài)圖，然后判定真實(shí)的模態(tài)頻率、阻尼和參預因子。利用該方法測得的該控制器的前三階模態(tài)頻率和振型如圖17-19所示。

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