1 引言
隨著汽車行業新能源電動汽車的發展，電動汽車技術越來越受到重視。新能源純電動汽車具有零噪聲、零污染、零油耗特點的新型交通工具，其技術發展逐漸受到汽車行業和國家相關部門的高度重視。雖然純電動汽車NVH性能較傳統汽車有非常大的優勢，但筆者認為純電汽車的振動問題仍不可輕視。純電動汽車與傳統汽車的最大差異就在于，純電動汽車的電氣化程度較大，驅動、空調、轉向助力、蓄能等裝置基本實現了電氣化，所以電氣元件的工作環境是決定電動汽車穩定性的重要因素之一。
本文圍繞某元件安裝支架引起的共振問題，基于Nastran分析平臺對安裝支架進行了結構優化，從而大大提高了安裝支架的動態特性，有效降低了電氣件的振動，提高了車輛的穩定性和可靠性。
2 關鍵部件振動試驗測試
2.1顛簸路面電氣部件振動總集
由圖1可以看出，被測試電氣元件振動較大，已經遠遠超過該電氣件的耐震等級。
圖1 顛簸路下電氣部件振動總集
2.2顛簸路面電氣部件振動頻率曲線
由圖2可以看出，電氣元件的振動頻率以31Hz左右為主。
圖2 顛簸路下電氣部件振動頻率圖
3 電氣元件安裝支架CAE分析
利用第三方軟件在Nastran環境下進行離散化建模，模型如圖3所示。
圖3 電氣元件安裝支架結構圖
基于Nastran相關CAE模態分析軟件，得出電氣元件安裝支架前五階模態頻率如表一所示。
表一 優化前模態列表
電氣元件安裝支架第2階模態頻率為31.8Hz，可以初步判定，電氣元件的振動是由電氣元件安裝支架與其它部件產生共振造成。
3.2電氣元件安裝支架結構優化
電氣元件安裝支架2階模態振型如圖4，根據模態振型情況進行結構優化設計。
圖4 安裝支架第二階模態振型圖
根據模態振型確定幾種結構優化方案，再利用Nastran求解器進行模態分析，確定最優化方案如圖5。
圖5 支架結構優化方案圖
改進后的安裝支架前五階模態頻率如下表二所示，已完全避開共振頻率31Hz。
表二 優化后模態列表
4 結構優化后的試驗驗證
根據Nastran模態仿真分析的結果，進行實車試驗，得出電氣元件振動如下圖6，經過結構優化后電氣部件顛簸路況下振動由llg降低到5.3g，大大降低了電氣元件的振動，遠遠低于所選電氣元件的耐震等級。
圖6 改制支架后顛簸路面電氣部件振動測試
5 結論
1)將試驗與Nastran等相關CAE分析軟件相結合，能夠簡便快速解決汽車關鍵部件的共振問題。
2)新能源電動汽車的CAE模態分析不容忽視，尤其是對各電氣件的安裝支架分析。
3)Nastran軟件分析計算結果與試驗結果吻合較好，在車輛開發過程中，提供了有效的動力學特性分析方案。
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本文標題：基于Nastran的電動汽車支架結構優化
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