2 有限元模型的建立

    首先本文模型的建立通过Catia建模后导入有限元分析软件HyperMesh中，导入的图形一般要进行修正处理，几何模型不等于有限元模型，需要对几何模型进行几何清理，才能生成准确的有限元模型。本文中转向系统总成结构比较复杂，在建立模型的过程中，为了保证分析精度和缩短分析时间，采用大小为3*3的尺寸建立二维单元，在此基础上生成实体单元。转向盘内部具有的安全气囊采用质量点的形式模拟。为了提高模态分析的准确性，仪表板横梁安装于部分白车身中，在横梁的两端和下支架与白车身进行固定。同时，在建立模型的过程中，不同的车型仪表板横梁周边连接件也不相同，本文分析的模型中，制动踏板和离合器踏板同时与白车身和横梁相连。

     模型中要保留与转向机相连的上节臂和下节臂，两者之间的十字铰节采用共节的Beam单元模拟，分别要释放Beam单元两端的轴向旋转自由度，采用这种方式模拟可以使模型更加准确。

     模型中使用的材料为合金钢，材料的弹性模量为1.7* E⁵MPa，泊松比为0.3。

所建立的仪表板横梁模型如图2所示。

3 理论依据

   仪表板横梁模态分析主要考虑一阶模态频率，汽车在怠速的过程中，发动机的振动频率一般和本身的气缸数和冲程数有关，对于一般4缸4冲程的发动机其怠速频率可以按以下公式进行计算：

                              f=2*4*800/60*4=26.7Hz

为了防止仪表板横梁发生共振，一阶模态一般要求要高于怠速模态3Hz左右，即在本文中仪表板横梁的一阶模态要高于30Hz，即可以满足使用要求。

4 边界条件的施加

   在模态分析的过程中，约束方式和模型的重量对分析结果影响较大，所以，要对模型施加准确的边界条件。本文截取白车身的部分模型，在模型的边缘处进行全约束，在下节臂与转向机连接处为自由状态。