HyperWorks在发动机正时罩盖模态分析中的应用

摘要：本文以有限元理论为基础，用HyperWorks软件对发动机正时罩盖进行模态分析，先用HyperMesh划分网格，然后用RADIOSS求解器进行计算，最后用HyperView进行后处理。将计算结果与试验结果进行对比，验证了计算结果的准确性。

0 概述

目前汽车NVH越来越受重视，对汽车NVH有重要影响的发动机的振动噪声分析已经贯穿于发动机的整个设计开发过程。影响辐射噪声的零部件，如油底壳、汽缸盖罩、正时罩盖等，在设计时就需要进行模态分析，找出影响零部件频率的薄弱部分，然后进行结构优化设计。

1 有限元模型建立

图1 有限元网格（上图为外部视图，下图为内部视图）

用Pro/E画出正时罩盖数模，保存成iges格式后导入HyperMesh。先划分面网格，网格尺寸为6mm，划分网格时保留所有筋特征，然后生成二阶四面体网格。二阶四面体网格节点数118315个，单元数60848个。

2 有限元计算结果

图2为RADIOSS用Lanczos法计算的正时罩盖固有频率表，前六阶模态为刚体模态，为了便于与试验的结果进行对比，称计算的第七阶模态为第一阶，第八阶模态为第二阶，依次类推。

四阶计算值446试验值445误差0.2%

图3 模态计算结果与试验结果对比

由图3可知，模态计算的前六阶振型与试验的前六阶振型完全对应，频率误差最大值为3.6%，可以通过计算针对薄弱部分进行下一步的结构改进，对改进方案的评价可用模态分析来代替试验，直到获得最佳设计方案。

3 结论

通过模态计算结果与试验结果的对比，验证了模态分析结果的准确性。HyperWorks提供了从划分网格，计算到后处理无缝衔接，有助于提高工作效率。