基于ansys的车架有限元分析

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1、摘要汽车经过130多年的发展，安全与节能已成为汽车设计的重要内容。在汽车结构中，车架作为整车的基体和主要承载部件，具有支撑连接汽车各零部件和承受来自汽车内、外各种载荷的作用，其结构性能直接关系到整车性能的好坏。本文以某运油车车架为研究对象，运用CATIA软件对车架模型进行简化与建立，利用ANSYS软件对车架模型进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束，并对车架进行了弯曲工况、扭转工况、急减速工况、急转弯工况的静态分析，并分析位移与应力图，为汽车安全与节能设计提供了理论支持。同时对车架也进行了模态分析，得出车

2、架的固有频率与振型，提高整车设计水平，对避免共振与提高乘坐舒适性提供了理论基础。关键字：车架,有限元，ANSYS,静态分析，模态分析3AbstractTheautomobilewhichhasdevelopedfor130years,securityandenergysavinghasbecometheleadingcontentforautomobiledeign.Amongthemanycomplexstructuresinautomobile,theframeofthevehicleisthebasicpa

3、rtandthemainbearingpart.Ithasthefunctionofconnectingallpartsofthevehicletogetherandsubjectingvariousloadsfrominsideandoutsidethevehicle.Theperformanceofframestructureaffectswhethertheautomobilepropertyisgoodornot.Inthispaper,theframeofafueltankerisstudied.Wes

4、implifyandestablishthemodelofframebyCATIA.Theparameteroftheframeisdefined.ThemodelofframeismeshedbyANSYS.AddtheforceandfreedomofthemodelofframebyANSYS.Thestaticanalysisoftheframeincludesthesituationofbending,torsion,barkingandswervebyANSYS.Accordingtothefigur

5、eofdisplacementandstress,itprovidetheoreticalsupportfortheautomobiledesignofsecurityandenergysaving.Atthesametime,themodalanalysisoftheframeisalsostudied.Basedontheframeofnaturalfrequencyandvibrationmode,itprovidetheoreticalbasisforavoidingresonanceandimprovi

6、ngridecomfortandimprovethelevelofvehicledesign.Keywords:Frame,Finiteelement,ANSYS,Staticanalysis,Modalanalysis3目录1绪论11.1概述11.2研究背景11.3有限元法的应用与发展21.4选题的目的与意义21.5本文的主要研究内容32基于CATIA与ANSYS的车架有限元建模42.1有限元法简介42.2CATIA软件简介62.3车架几何模型建立72.3.1车架几何模型简化72.3.2车架几何模型建立72.4

7、车架有限元模型建立102.4.1网格划分前处理102.4.2车架有限元网格的划分103车架有限元静态分析133.1汽车车架刚度理论133.1.1汽车车架弯曲刚度133.1.2汽车车架扭转刚度133.2车架载荷分类与处理133.2.1静载荷133.2.2动载荷143.3车架工况的有限元分析143.3.1满载弯曲工况143.3.2满载扭转工况163.3.3紧急制动工况183.3.4紧急转弯工况194车架有限元模态分析214.1模态分析简介214.2模态分析基本理论214.3车架的模态分析2234.4车架模态分析结果评

8、价27结论29致谢31参考文献3231绪论1.1概述最初汽车的发展，通常运用经验判断和试验仿真进行结构分析。这种方法不仅浪费财力人力，而且生产周期长，研发效率低，不能适应现代产品高效开发的要求，且只能表征初始状态和最终状态，中间过程无法得知，因而也无法帮助相关人员了解问题的实质[1]。随着计算机信息技术与相关学科和方法的迅速发展极大地促进了相关行业和科学研究地进步，出现了