基于子结构模态应变能分析的车身结构附加阻尼分配和优化设计方法(3)

约束：1、整体结构的模态频响<给定限值；2、结构的动态响应满足给定的设计要求； 中间变量：各阶模态损耗因子；

物理变量：附加阻尼材料的分布、厚度、材料；

第二级优化目标：各个子结构的阻尼材料的应变能密度相等； 实现方法：

NASTRAN模态分析 子结构模态应变能分析

整体结构的频响分析 各个子结构的模态参与因子 整体结构的频响分析 与设计要求比较

3.1 附加阻尼的优化设计方法

基于子结构模态应变能分析的车身结构附加阻尼分配和优化设计方法、基于动态子结构分析的车身结构附加阻尼的优化分配方法

图12 基于模态应变能和模态频响分析的车身结构附加阻尼的优化设计方法

3.2 整体结构的模态模型和模态频响分析

动态子结构模型主要是用以解决混合建模问题和大型结构的分析问题而提出的。如果是单纯进行有限元分析，而且计算资源满足整体结构的模态分析和动态响应分析的要求，则采用动态子结构模型进行分析，不但会降低分析精度，而且实际上还会同时降低建模、分析效率。

为了克服上述缺点，下面提出了一种新的附加阻尼分配和优化设计方法。其基本步骤如下： 1、进行整体结构的（复）模态分析； 2、根据附加阻尼设计计算模态阻尼； 3、进行模态频响分析；

4、将模态频响分析分析结果与设计要求进行比较，确定动态响应较高（模态阻尼较低）的模态； 5、如果不满足设计要求，则修改附加阻尼设计，并返回2进行迭代优化设计；否则，则说明当前的附加阻尼设计即为合理（最优）的设计；

理论分析过程与上面的方法相似，只要把上标S去掉即可！！

基于子结构模态应变能分析的车身结构附加阻尼分配和优化设计方法、基于动态子结构分析的车身结构附加阻尼的优化分配方法

3.3 给定模态损耗因子的附加阻尼设计

自由阻尼：模态应变能法 约束阻尼：拓扑优化方法

3.4 辅助设计软件系统开发

基于NASTRAN和自主开发的FORTRAN、MATLAB程序。

3.5 验证算例

设计的合理性和匹配性分析：阻尼影响因子、阻尼耗能系数分析 目标：模态损耗因子最大 约束条件：体积<50%

设计变量：附加阻尼材料分布