汽车空气滤清器的模态分析及结构优化

摘要

汽车空气滤清器的表面板壳非常薄,高速气流从进气系统流过时将激励薄板结构产生振动,进而辐射出强烈的噪声,提高滤清器结构动态刚度是减小辐射噪声的有效途径,但刚度的提高通常伴随着质量的增加,实际中希望以最低的结构质量获得最大的动态刚度.针对上述问题,建立了空气滤清器的有限元模型,对其进行了模态分析.从前4阶模态分析结果找出了滤清器上下壳体的薄弱环节,然后通过调节上下壳体壁厚及合理布置加强肋的方法进行结构优化.经优化得到了一种壳体壁厚为3.5mm,加强肋厚度为2.5mm的结构优化设计方案.分析结果表明,滤清器的基频从157.1Hz提高到188.7Hz,提高了20.1％.模态测试表明,结构1阶固有频率为184.4Hz,有限元分析误差为2.3％,优化后的结构提高了低阶固有频率,降低了辐射噪声.