基于ANSYS的汽车车架可靠性分析研究毕业设计论文 ㊣ 精品文档 值得下载

布等值线图图节点应力场分布等值线图由车架的变形图可知车架后部和左侧前钢板弹簧滑板端变形量比较大，最大节点位移仍然出现在车架后部，最大值为。

由弯扭联合工况下的车架应力场分布等值线图可知，在这种工况下，车架的总体应力值比弯曲工况下的小。

最大应力出现在左侧前钢板弹簧滑板端，最大应力为。

这与实际情况基本致。

此外，车架纵梁下翼面后悬架固定端支架到前悬架滑板端支架之间的应力也比较大。

根据计算得出的车架评价指标见表。

对于弯扭联合工况，最大应力没有超过许用值，由此可见车架结构满足强度要求。

除个别应力集中点外，其他各点的安全系数在以上。

表弯曲和扭转工况下车架的强度评价参数工况动载荷系数最大应力安全系数弯扭联合工况车架静力分析经验这里先说下实体模型和有限元模型的区别。

实体模型由点线面和体组成，用来直接描述所求问题的几何特性。

有限元模型是实际结构和物质的数学表示方法。

通俗来说在软件建立的模型就是实体模型，在软件里划分网格并赋予单元后就成了有限元模型。

对象选择问题基于的汽车车架可靠性分析研究在中选择想要的元素并不是件很容易的事。

不如你在显示体的模式下去选择个节点，往往得到的节点并不是所要的。

这样就得在中选择的状态为，将选择为，如图，然后重新绘制，然后再选择所要的节点，这时定要注意拾取框里所拾取的节点编号，如图。

图对话框图节点拾取框施加面力问题由于面力的方向是垂直于面并指向里的，在中选择面时也要按照上面提到的选择节点的方法去选择面，否则很容易选择到体的对面的面，这样施加力不但位置不对，并且方向是相反的。

重力的方向问题在结构分析中，如何模拟结构自重和设备重量是个经常遇到的问题，对于结构自重有两点要注意在材料性质中输入密度，如果不输入密度，则将不会产生重力效果。

因为将重力以惯性力的方式施加，所以在输入加速度时，应当在与惯性力相反的方向施加加速度。

受到惯性力的方向与物体所受的外力方向无关，惯性力的方向取决于加速度的方向，即惯性力的方向永远与加速度的方向相反。

加速度方向向上时，其惯性力方向必然向下。

要注意中考虑惯性力作用时，施加的参数是加速度，而不是惯性力。

划分网格问题当我们设定完单元尺寸，划分网格时可能会碰到类似图的提示框，这属于网格尺寸过大的原因造成的，只需要将网格尺寸改小就能解决。

但是如果你不想产生单元过多，直接点确认忽略就行了。

在中会经常遇到些提示框，这时只要耐心看懂这些提示框所说的含义，再加上自己的判断，就不会出现每次遇见这些提示基于的汽车车架可靠性分析研究就怀疑自己做错了的感觉。

图分网时出现的提示框单独查看个零件结果的难题对于装配体，有时我们想查看的个零件被堆零件包围了，这就要求我们要把这个零件的应力图单独显示。

比如我们想查看发动机后悬置梁的节点应力场分布等值线图。

在显示体的模式下，选择在弹出的对话框里按图选择，然后单击，选择这根梁，然后依次选择，如图。

再次绘制体，这时发动机后悬置梁就单独显示在窗口里了，然后就可方便查看这个零件的应力图了，其节点应力场分布等值线图如图。

图对话框图选择体基于的汽车车架可靠性分析研究图发动机后悬置梁节点应力场分布等值线图本章小结本章对车辆在行驶中受到的载荷和赋予车架有限元模型的单元进行了简要介绍，给出了汽车在两种典型工况下的静力分析过程，依据分析结果对该车架进行了安全系数评价，为可靠性分析中所要研究的最危险部件提供了理论依据。

同时根据静力分析的心得，对其中经常遇到的些问题进行了说明，并给出了如何解决这些问题的方法和技巧。

基于的汽车车架可靠性分析研究车架模态分析现在随着人们对汽车的要求越来越高，舒适性已经成为汽车的性能指标。

由于汽车是个具有质量弹性和阻尼的振动系统，并且汽车内部各部分的固有频率不同，汽车在行驶中常因路面不平，车速和运动方向的变化，车轮发动机和传动系统的不平衡，以及齿轮的冲击等各种外部和内部的激振作用而极易产生整车和局部的强烈振动和噪声，这种作用对汽车车架的可靠性影响极大。

在车架设计过程中，就是要使车架的固有振动频率避开外界激励产生的频率范围，般是使其频率在发动机和驱动桥之间，为此，必须对车架结构进行模态分析。

并且模态分析又是各种动态分析的基础，所以模态分析的正确与否十分重要。

模态分析的理论基础对于个自由度线性定常系统，其基本振动方程可写为式中弹性系统的质量矩阵弹性系统的阻尼矩阵弹性系统的刚度矩阵加速度向量速度向量位移向量动激励载荷向量在结构动力学问题中，结构的固有频率和固有振型是分析结构动力学响应与其它动力特性问题的基础。

在进行模态分析时，因结构阻尼较小，对固有频率和振型影响甚微，故通常忽略不计。

在这种情况下，分析结构的固有频率与振型问题转化为求解特征值与特征向量问题。

因而，基本振动方程式中的和均为零。

所以由于任何弹性体的自由振动可以分解为系列简谐振动的叠加，设式有如下形式的简谐振动解将式代人得基于的汽车车架可靠性分析研究自由振动时结构各节点的振幅不全为零，所以由式得结构的刚度矩阵和质量矩阵均为阶方阵，其中为节点自由度的数目，所以式是关于的次方程，解此方程可得结构的个固有频率称为广义特征值，对应于每个固有频率。

由式可以确定组各节点的振幅值，称为广义特征向量。

由于结构的振动为各阶固有振型的线性组合，其中低阶的振型对结构的动力影响程度比高阶振型大，所以本文只提取和扩展车架的前十阶模态。

车架模态分析的类型对于有预应力的结构，因为单元的边界条件的改变，它的模态是要受到影响的。

所以这里分满载状态和无预应力状态两种情况讨论车架的模态。

满载状态时车架的模态分析由于有预应力的模态分析是在静力分析的基础上进行了，且前面已详细讲述了静力分析的步骤，所以这里只简述不同之处。

说明的点是，由于以后要进行谱分析，所以不再使用动载系数。

定义完车架的材料属性等参数后，进行运算，这里为了节省模态求解的时间，使用命令将所有零件相加。

如图。

分网后，给相应节点施加约束和载荷。

在模态分析中，不允许有非零位移，所以各钢板弹簧支架端按表的说明进行约束。

表模态分析中车架各处的位移约束条件约束位置约束方式指定位移左侧前钢板弹簧滑板端支架剩余所有钢板弹簧支架端车架有限元模型加载质量分布情况如表。

表车架有限元模型加载质量分布情况名称加载质量货物发动机变速箱驾驶室司机和乘员按人算油箱备用胎基于的汽车车架可靠性分析研究这里由于不再考虑动载系数，所以车架有限元模型具体载荷的大小如表所示表车架有限元模型具体载荷分配情况名称货物载荷说明货物在车架外纵梁到的位置上均匀取个节点模拟均布力，每个节点施加发动机变速箱按照发动机的安装位置在处取个节点，每个节点施加驾驶室司机和乘员按人算按照驾驶室的安装位置在处取个节点，每个节点施加油箱按照油箱的安装位置在处取个节点，每个节点施加备用胎按照驾驶室的安装位置在处取个节点，每个节点施加这里不再施加重力加速度，具体原因列于节。

约束和载荷施加完毕后的车架有限元模型如图。

图拾取框图约束和加载后的车架有限元模型定义求解类型为，同时在中打开，如图。

基于的汽车车架可靠性分析研究图打开开关求解后查看变形图和节点应力场分布等值线图，确认求得结果是否准确。

然后重新定义求解类型为，在对话框里设置如下指定模态提取方法为分块兰索斯法在提取模态的阶数文本框中输入将模态扩展状态设置为在模态扩展阶数文本框中输入将预应力效应的状态也设置为模态的扩展也可以放在求解之后，这里在求解的同时即完成了模态的扩展，不需要再单独进行模态扩展将设置为，是为了考虑预应力对结构振型的影响，这样在进行模态分析时程序将会计算应力对刚度的影响。

对话框的设置情况如图。

基于的汽车车架可靠性分析研究图对话框的具体设置单击按钮，将会弹出兰索斯法模态分析选项对话框，如图所示这里保持默认状态。

图兰索斯法模态分析选项对话框为模态提取频率范围。

在域指定第频移点，在大多数情况下不需要设置这个域，也只有在采用时才有效。

是对振型归化的设置，因为以后要进行谱分析，所以选择相对于质量矩阵的归化处理。

接着进行求解，由于模型比较复杂，求解速度还是相当慢的。

尤其在如图的求解阶段，这时候要密切关注的输出窗口，如图。

基于的汽车车架可靠性分析研究图求解进度条图输出窗口后处理的部分将会与无应力状态时车架的模态分析结果对比列于节。

无预应力状态时车架的模态分析无预应力状态时车架的模态分析步骤就是满载状态时车架的模态分析的简化。

这里不施加任何载荷，约束同满载状态时车架的模态分析时的约束。

只进行模态求解，只是将预应力效应的状态置为。

两种状态时的结果对比分析两种状态时的固有频率两种状态时的固有频率分别如图和。

基于的汽车车架可靠性分析研究图满载时车架前阶模态频率图无预应力状态时车架前阶模态频率两种状态下车架的前十阶振