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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.18.019基于ANSYSWorkbench的某汽车车架轻量化设计李稳迪,刘大龙,张瑞,张凯,施伟辰(上海海事大学,上海201306)摘要:汽车车架是汽车的关键零部件之一,其作用是支承发动机、变速器、车身等结构,并接受来自发动机的动力,保证汽车的安全行驶。通过solidworks三维建模软件建立该汽车车架的实体模型,并利用ANSYSWorkbench软件对其进行有限元分析,得出车架在弯曲工况、扭转工况及制动工况下的变形及应力分布情况。结果表明,该车架的强度远远
2、低于材料的极限强度,满足使用要求,并且在轻量化方面具有较大的提升空间。文章通过结构优化设计,重新建立模型,使得车架自重比原来降低27.5%,实现了轻量化的目标,有利于节能环保。最后,对新模型进行了模态分析,得到其固有频率和固有振型,为车架的改进和优化提供参考依据。关键字:汽车车架;有限元分析;轻量化;模态分析中图分类号:U463.32文献标识码:A文章编号:1671-7988(2017)18-51-04LightweightDesignoftheAutomobileFrameBasedonANSYSWorkbenchLi
3、Wendi,LiuDalong,ZhangRui,ZhangKai,ShiWeichen(ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306)Abstract:Frameisoneofthekeycomponentsoftheautomobile,itsroleistosupporttheengine,transmission,bodyandotherstructures,andaccepttheenginetopassittothepowertoensurethesafedriving.
4、The3Dsolidmodeloftheautomobileframeisestablishedbysolidworkssoftware,andthefiniteelementanalysisiscarriedoutbyusingANSYSWorkbenchsoftware.Thedeformationandstressdistributionoftheframeunderbending,twistingandbrakingareobtainedrespectively.Theresultsshowthatthestre
5、ngthoftheframeismuchlowerthantheultimatestrengthofthematerial,satisfyingtherequirementofuse,andhasalargeliftingspaceinlightweight.Thepaperthroughthestructuraloptimizationdesign,re-establishthemodel,makingtheframeweightreduce27.5%thantheoriginal,andachievingthepur
6、poseoflightweight,whichisconducivetoenergyconservationandenvironmentalprotection.Finally,themodalanalysisofthenewmodeliscarriedouttoobtainitsnaturalfrequencyandvibrationmode,whichcanprovidereferencefortheimporvementandoptimizationoftheframe.Keywords:automobilefra
7、me;finiteelementanalysis;lightweight;modalanalysisCLCNO.:U463.32DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)18-51-04越来越频繁,汽车的生产数量不断上升,节能环保已然成为引言当今社会发展的主流。汽车车架是汽车的关键零部件之一,具有较大的质量,不仅承受着其它部件的复杂载荷作用,而随着经济的增长和生活水平的改善,人们对汽车的使用且还要受到来自路面的激励而产生振动,其性能的好坏对整作者简介:李稳迪,就职于上海海事大学。车的正
8、常行驶有着至关重要的影响。因此,在保证车架足够52汽车实用技术2017年第18期0[2]强度的前提下,有必要重新对其进行轻量化设计。本文利用的质量、车身质量、乘客质量以及油箱和备胎等附件质量。ANSYSWorkbench有限元分析软件计算更改前后模型的变以集中力的形式将载荷施加在相应的单元区域上,以避免应形及应力分布