【7页】开题报告：中型载货汽车车架有限元静力学分析.doc文档在线下载

由单结构场求解发展到耦合场问题的求解有限元分析方法最早应用于航空航天领域，主要用来求解线性结构问题，实践证明这是种非常有效的数值分析方法。

而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。

现在用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟，发展方向是结构非线性流体动力学和耦合场问题的求解。

面体单元。

更为强大的网格处理能力有限元法求解问题的基本过程主要包括分析对象的离散化有限元求解计算结果的后处理三部分。

由于结构离散后的网格质量直接影响到求解时间及求解结果的正确性与否，近年来各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入，使网格生成的质量和效率都有了很大的提高，但在有些方面却直没有得到改进，如对三维实体模型进行自动六面体网格划分和根据求解结果对模型进行自适应网格划分，除了个别商业软件做得较好外，大多数分析软件仍然没有此功能。

自动六面体网格划分是指对三维实体模型程序能自动的划分出六面体网格单元，现在大多数软件都能采用映射拖拉扫略等功能生成六面体单元，但这些功能都对三维实体模型程序能自动的划分出六面体网格单元，现在大多数软件都能采用映射拖拉扫略等功能生成六面体单元，但这些功能都只能对简单规则模型适用，对于复杂的三维模型则只能采用自动四面体网格划分技术生成四适应网格划分，除了个别商业软件做得较好外，大多数分析软件仍然没有此功能。

的正确性与否，近年来各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入，使网格生成的质量和效率都有了很大的提高，但在有些方面却直没有得到改进，如对三维实体模型进行自动六面体网格划分和根据求解结果对模型进行自部分内容简介实现真正无缝的双向数据交换。

更为强大的网格处理能力有限元法求解问题的基本过程主要包括分析对象的离散化有限元求解计算结果的后处理三部分。

由于结构离散后的网格质量直接影响到求解时间及求解结果的正确性与否，近年来各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入，使网格生成的质量和效率都有了很大的提高，但在有些方面却直没有得到改进，如对三维实体模型进行自动六面体网格划分和根据求解结果对模型进行自适应网格划分，除了个别商业软件做得较好外，大多数分析软件仍然没有此功能。

自动六面体网格划分是指对三维实体模型程序能自动的划分出六面体网格单元，现在大多数软件都能采用映射拖拉扫略等功能生成六面体单元，但这些功能都只能对简单规则模型适用，对于复杂的三维模型则只能采用自动四面体网格划分技术生成四面体单元。

对于四面体单元，如果不使用中间节点，在很多问题中将会产生不正确的结果，如果使用中间节点将会引起求解时间收敛速度等方面的系列问题，因此人们迫切的希望自动六面体网格功能的出现。

自适应性网格划分是指在现有网格基础上，根据有限元计算结果估计计算误差重新划分网格和再计算的个循环过程。

对于许多工程实际问题，在整个求解过程中，模型的些区域将会产生很大的应变，引起单元畸变，从而导致求解不能进行下去或求解结果不正确，因此必须进行网格自动重划分。

自适应网格往往是许多工程问题如裂纹扩展薄板成形等大应变分析的必要条件。

由求解线性问题发展到求解非线性问题随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求，许多工程问题如材料的破坏与失效裂纹扩展等仅靠线性理论根本不能解决，必须进行非线性分析求解，例如薄板成形就要求同时考虑结构的大位移大应变几何非线性和塑性材料非线性而对塑料橡胶陶瓷混凝土及岩土等材料进行分析或需考虑材料的塑性蠕变效应时则必须考虑材料非线性。

众所周知，非线性问题的求解是很复杂的，它不仅涉及到很多专门的数学问题，还必须掌握定的理论知识和求解技巧，学习起来也较为困难。

为此国外些公司花费了大量的人力和物力开发非线性求解分析软件，如等。

它们的共同特点是具有高效的非线性求解器丰富而实用的非线性材料库，还同时具有隐式和显式两种时间积分方法。

由单结构场求解发展到耦合场问题的求解有限元分析方法最早应用于航空航天领域，主要用来求解线性结构问题，实践证明这是种非常有效的数值分析方法。

而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。

现在用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟，发展方向是结构非线性流体动力学和耦合场问题的求解。

例如由于摩擦接触而产生的热问题，金属成形时由于塑性功而产生的热问题，需要结构场和温度场的有限元分析结果交叉迭代求解，即热力耦合的问题。

当流体在弯管中流动时，流体压力会使弯管产生变形，而管的变形又反过来影响到流体的流动这就需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。

由于有限元的应用越来越深入，人们关注的问题越来越复杂，耦合场的求解必定成为软件的发展方向。

程序面向用户的开放性随着商业化的提高，各软件开发商为了扩大自己的市场份额，满足用户的需求，在软件的功能易用性等方面花费了大量的投资，但由于用户的要求千差万别，不管他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求，因此必须给用户个开放的环境，允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性用户自定义材料本构结构本构热本构流体本构用户自定义流场边界条件用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等。

选题目的通过本文的研究，预计达到以下目的建立车架结构有限元分析的规范化步骤，为将有限元技术应用于车架设计做好基础性工作。

通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计有关人员提供参考。

对所研究的车架进行结构的静动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。

对车架结构要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。

现在用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟，发展方向是结构非线性流体动力学和耦合场问题的求解。

例如由于摩擦接触而产生的热问题，金属成形时由于塑性功而产生的热问题，需要结构场和温度场的有限元分析结果交叉迭代求解，即热力耦合的问题。

当流体在弯管中流动时，流体压力会使弯管产生变形，而管的变形又反过来影响到流体的流动这就需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。

由于有限元的应用越来越深入，人们关注的问题越来越复杂，耦合场的求解必定成为软件的发展方向。

程序面向用户的开放性随着商业化的提高，各软件开发商为了扩大自己的市场份额，满足用户的需求，在软件的功能易用性等方面花费了大量的投资，但由于用户的要求千差万别，不管他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求，因此必须给用户个开放的环境，允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性用户自定义材料本构结构本构热本构流体本构用户自定义流场边界条件用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等。

选题目的通过本文的研究，预计达到以下目的建立车架结构有限元分析的规范化步骤，为将有限元技术应用于车架设计做好基础性工作。

通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计有关人员提供参考。

对所研究的车架进行结构的静动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。

对车架结构的优化进行初步探讨，为优化设计运用于车架设计进行初步的尝试，以便于以后更好地为车架设计服务。

选题意义运用有限元法对初步设计的车架进行辅助分析将大大提高车架丌发设计分析和制造的效能和车架的性能。

车架在各种载荷作用下，将发生弯曲偏心扭转和整体扭转等变形。

传统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力及变形情况，有限元法正好能够解决这问题。

利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。

从设计上避免车架出现共振的现象。

通过对车架结构的优化设计，可以进步降低车架的重量，在保证车架性能的前提下充分的节省材料，对降低车架的成本具有重要的意义。

有限元法已经成为现代汽车设计的重要工具之，在汽车产品更新速度快，设计成本低轻量化和舒适性要求越来越高的今天，对于提高汽车产品的质量降低产品开发与生产制造成本，提高汽车产品在市场上的竞争能力具有重要意义。

二设计论文的基本内容拟解决的主要问题设计内容选题的背景目的及意义软件研究车架设计的方法步骤研究用软件建立车架整体模型，然后导入软件进行网络划分假定汽车满载情况下，对车架进行弯曲扭转紧急刹车急转弯四种工况下的受力和变形情况的静态有限元分析。

拟解决的主要问题软件的学习车架有限元模型的建立对车架的静态特性弯曲工况扭转工况制动工况转弯工况进行研究三技术路线研究方法四进度安排知识准备调研收集资料完成开题报告第周整理资料提出问题撰写设计说明书草稿熟悉软件的使用第周理论联系实际分析问题解决问题，使用软件完成中型载货汽车车架的三维设计强度分析等部分设计内容，中期检查第周改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第周评阅教师评阅学生修改第周毕业设计预答辩第周毕业设计修改第周毕业设计答辩第周车架结构分析确定有限元模型方案模型方案车架模型建立有限元模型的建立静态分析结果比较修改方案完成设计五参考文献羊拯民汽车车身设计北京机械工业出版社谭继锦，张代胜汽车结构有限元分析北京清华大学出版社陈家瑞汽车构造北京机械工业出版社，贾广田，越野车车架有限元分析及结构优化设计，哈尔滨哈尔滨工业大学，张洪信有限元基础理论与应用北京机械工业出版社冯国胜，杨绍普车辆现代设计方法北京科学出版社张朝晖结构分析及实例解析北京机械上业出版社钟日铭中文版工业设计手册北京人民邮电出版社，成大仙机械设计手册北京化学工业出版社，廖日东，王健等有限元技术在载货车辆车架分析中的应用化车辆与动力技术，李波载货车车架结构分析与优化设计安徽合肥工业大学何丽君基于有限元法的重型载货车车架轻