基于有限元法的轻型客车车身瞬态动力学分析.pdf

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1、·机械制造与研究·白桂彩·基于有限元法的轻型客车车身瞬态动力学分析基于有限元法的轻型客车车身瞬态动力学分析白桂彩(连云港工贸高等职业技术学校，江苏连云港222061)摘要：阐述了瞬态动力学分析基础，在整车动力学模型的基础上，着重分析了紧急制动典型工况下的动态响应，为其结构动态优化设计提供了依据。关键词：车身；有限元；瞬态动力学中图分类号：TH113文献标志码：B文章编号：1671-5276(2010)06-0052-03TransientDynamicAnalysisforBodyofLightBusB

2、asedonFiniteElementMethodBAIGui—cai(LianyungangIndustryandTradeHigherVocational·technicalSchool，Lianyungang222061，China)Abstract：Inthispaper，thebasisoftransientdynamicanalysisisexpounded．Basedonthedynamicmodelofthebus，thearticlean-alyzesthedynamicrespons

3、eoftypicalworkingconditionswithemergencybrakingandprovidesmoreconvincingevidenceforoptimi-zationdesignofthecarbody．Keywords：carbody；FiniteElementMethod(FEM)；transientdynamicanalysis随着全球化经济发展，环保、节能及主被动安全性等力[c]{}。在ANSYS程序中使用Newmark时间积分的问题的提出，对车身结构的性能要求越来越高

4、。利用有限方法来求解这些时间点的等式，相邻时间点之间的时间增元分析方法，通过对车身的瞬态分析，能获得车身任意一值称为积分时间步长。点在动态激励过程中任意时刻的应力值和变形的大小。1．2瞬态分析求解方法在模拟的环境中，使设计者得到整车性能的感性认识和总体把握，为车身结构动态优化设计提供了依据。求解瞬态动力问题的方法有3种：完全瞬态动力分析方法(ful1)、缩减法(reduced)和模态叠加法(modesuper—1瞬态动力学分析基础position)。3种方法皆基于动力分析的通用方程式(1)。full法是

5、3种分析方法中最常用最强有力的方法。它使用完整的动力分析控制方程(无矩阵缩减)，包括完整1．1瞬态动力学分析的定义的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，因此，它具有完整的非线性功能，包括塑性、蠕变、大变形、大应变等。瞬态动力分析(也称时间一历程分析)用于确定结构承受随时间变化载荷时的动力响应。使用这种分析方法1．3fu11法瞬态动力学分析的主要步骤可以得出在静态、瞬态及谐波载荷或由它们合成的载荷作full法瞬态动力学分析主要由3个步骤组成：用下，结构内部随时间变化的位移、力和拉压应力。瞬态1)建立有限元模型分

6、析属于结构动力分析的范畴，它不同于静力分析，动力瞬态动力学分析的建模过程与其他类型分析的建模分析要考虑随时间变化载荷以及阻尼和惯性的影响。过程类似，材料可以是线性的也可以是非线性的，可以是在有限元分析程序中所有的动力分析类型都是基于各向同性的也可以是各向异性的，可以是恒定的，也可以下述有限元系统的通用运动方程：随温度进行变化。[M]{}+[C]}五}+[K]}}={F()}(1)2)施加载荷并求解其中：[]——质量矩阵；与静态分析不同，瞬态分析施加的载荷是随着时问变[C]——阻尼矩阵；化的，不仅要给定载

7、荷值的大小和载荷的方向，还要确定[K]——刚度矩阵；载荷的加载时间。{越}——节点加速度向量；对于随时间连续变化的载荷，可以按照一定的时间间{u}——节点速度向量；隔对载荷值采样，把载荷采样值按照其对应的时间点加到{u}——节点位移向量；结构上。在ANSYS程序中，不同时问点的载荷按顺序存{F(t)}——随时间变化的载荷向量；入不同的载荷文件，在计算时程序自动装入时间历程载在任意给定的时间t，方程(1)中的等式可以认为是荷，计算后得到的结果也按不同的时间点分块存放。一般一系列静态的方程式同时考虑了惯性力

8、[M]{越}和阻尼来说，采用时间越短，越能准确地反映出载荷的变化情况，作者简介：白桂彩(1972一)，女，江苏邳县人，高级讲师，硕士，研究方向为机械电子工程。·52·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajouma1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造与研究·白桂彩-基于有限元法的轻型客车车身瞬态动力学分析从而计算出更准确的结果，但同时也会占用更多的资源以将时间变化的减速度