Egenfrekvenser hos chassi/självbärande kaross

Hej

Vi är tre studenter på KTH som undersöker torsionsegenfrekvenserna på en Volvo S40. Vi har lite svårt att hitta i vilket frekvensområde vi ska excitera bilen. Är det någon som har något tips eller information?

mvh

Carl Hesse

Vad har karossen för vridstyvhet?

Hehe, i vilket körfall riskerar man att excitera torsionsegenfrekvenserna ? :P låter rätt bissart.
Typ åker med bilen i en puckelpist ? Eller kör slalom under en lång tid ?

Låter dock som ett intressant projekt att undersöka stål-monocoque egenskaper mer i detalj. Berätta mer om exjobbet/projektkursen. *nyfiken*

Vilken linje går ni? Skulle vara kul att titta förbi nån gång och se...

Är det torsion på tom kaross eller på komplett bil (med orginal chassi/hjul) som är intressant?


På en heltom kaross skulle man ju kunna montera balkar i bärarmsinfästnigarna (en för framaxel och en för bakaxel), hänga upp karossen i den ena balken en kraftig Travers (tex med fronten nedåt) och manuellt exitera torsion och notera svängningsfrekvensen (på nått vis). Men att stå och rycka och slita i ett ton hängande last kanske inte är det bästa...


om jag får gissa helt utan kunskaper i chassidynamik så skulle jag gissa på 5-10Hz (lite baserat på att det borde ge en stabil grund för ett 1,5Hz chassi). Men det skulle vara extremt intressant om det skulle gå att uppskatta egenfrekvensen utgående från torsionsmotståndet (N/grad).

Är det en hel bil som skall gungas med input på hjulen blir det väl 1,5Hz som är lämplig startpukt.

Citat:

jag gissa på 5-10Hz

Då är vi 2

om mitt minne inte sviker mig brukar specen för motorupphängningmoder på FWD ligga på 4-12 Hz vilket stämmer med ovanstående.

Re:

fuling skrev:

Vad har karossen för vridstyvhet?

En tumregel brukar vara att man ska ha en vridstyvhet på karossen som är en tiopotens högre än fjädringens styvhet (krängningsstyvet). Från det kan man väl få en ungefärlig styvhet, tumregeln är i första hand för att racebilar men jag antar att en standardbil ligger på ungefär samma förhållande.
Dock avstår jag från att försöka räkna fram egenfrekvenser från styvheten. En bil kan knappast ses som ett system med diskreta massor och några få frihetsgrader. Fram kanske man kan ansätta motor+låda som den väsentliga massan men bakom det är det ju inte lätt att dela in karossen i diskreta massor och styvheter.

Skulle nog oxå gissa på 5-10Hz, eller kanske lite mer.

Nämen titta!
Jag är faktiskt också involverad i samma kurs och vi valde att kolla egensvängingarna på en dörrpanal.
Där är det ju lite lite enklare att både excitera och klura på problemfrekvenser.

Volvon står ju på luftkuddar helt utan drivlina och hjulupphängningar.
Jag gissar nog på en högre egenfrekvens då s40:in känns ganska gediget byggd med tanke på krockskydd. Det bör ju inverka rätt mycket på torsionssvängingarna. Dock bör ju deformationszonerna vara rätt veka så styvheten varierar nog mycket längs med bilen.

20~30Hz kanske?

Här är kursen för ni som ville veta...
http://www.kth.se/student/studiehandbok/Kurs.asp?Code=4B1132&Lang= . . . .

mvh Johannes

Utan drivlina och hjulupphängningar blir egenfrekvensen självklart högre, dock känns det ju som att resultatet blir lite ointressant om man tar bort de betydande massorna i bilen.

Nu är bilen mätt.

Bilen saknar precis som Johannes säger motor och drivlina, är annars komplett. Vi använde oss av en hydraulisk skakare placerade i bärande del längst bak till vänster. Skakaren exiterade ett vitt brus med frekvenser på 0-100 Hz. Vi använde oss av 5 accelerometrar placerade i 38 punkter. Signalerna FFT-behandlades och den första torsionsegenmod för hela bilen ligger vid cirka 39 Hz.

Vid 5 - 10 Hz ligger egenfrekvenserna hos upphängningsanordning.

En intressant punkt är att B-stolparna knappt visade någon amplitud alls i modalanalysen.

Lite motkommentarer

Michael Vallinder -> Torsionssvängningarna kan exicteras när du har en frekvens i bilen på 40 hz. denna frekvens skulle kunna uppstå p.g.a. motor- eller drivaxelvibrationer. Att exitera frekvensen vid körning får vi hoppas att Volvo har tänkt på genom att filtrera bort den frekvensen med däck och fjädrar/dämp.

Tomas Lindbäck -> Varför skulle det vara ointressant att mäta på bilen utan motor? Självklart blir resultatet vettigare med motor, men detta var tyvärr inte möjligt. Motorn är inte en styv del av bilen och visst, den kommer att dämpa amplituderna men egenfrekvensen kommer att ändras obetydligt enligt min mening, rätta mig om jag har fel.

Andy Peak -> Motorupphängningsmoder förstår jag inte riktigt dess inverkan på karossens egenfrek.



om någon vill ha mer information om detta så skriv

Carl Hesse.

ps. Vi går Fordonsinriktingen, men detta görs i kursen experementiell struktur dynamik på MWL. ds.

Re:

ProbeTurbo skrev:

Tomas Lindbäck -> Varför skulle det vara ointressant att mäta på bilen utan motor? Självklart blir resultatet vettigare med motor, men detta var tyvärr inte möjligt. Motorn är inte en styv del av bilen och visst, den kommer att dämpa amplituderna men egenfrekvensen kommer att ändras obetydligt enligt min mening, rätta mig om jag har fel.

Nu är det några år sedan jag läste maskindynamik så jag har inte allt i så färskt minne.
Det är möjligt att motorns upphängning är så mjuk i förhållande till karossens styvhet att den inte påverkar egenfrekvensen, är upphängningen tillräckligt styv skulle motorns massa ha en högst avgörande betydelse, det är väl den tyngsta komponenten i bilen.
All massa du tar bort kommer ju att påverka resultatet, hur mycket är ju svårt att avgöra och just det är väl poängen, det går inte att säga hur den kompletta bilen beter sig från ett försök på ett tomt skal.
Däremot vore det intressant att mäta torsionsstyvheten mellan hjulupphängningarna på den tomma karossen.

Motorn väger som sagt endel och om den inte sitter helt stumt har man ytterligare att massa fjäder system att ha i åtanke som mycket väl kan dämpa eller ändra egenfrekvenserna. Men egenfrekvenserna för karossen i sig kanske kan vara användbara att veta även om jag tror att motorn skulle påverka det hela.

Kursen du pratar om lär jag kanske läsa med tanke på den inriktningen jag valde från farkostteknikprogrammet på kth men det är väll nån/någon termin bort i såna fall.