输出。例如,计算结果在模型上的变化情况可用等值线图表示,不同的等值线颜色代表了不同的值。云图则用不同的颜色代表不同的数值区,清晰地反映了计算结果的区域和分布情况。时间后处理模块用于检查在个时间段或子步历程中的结果,如节点位移应力或支反力。这些结果能通过绘制图线或列表查看。绘制个或多个变量随频率或其他量变化的曲线,有助于形象化地表示分析结果。另外,它还可以进行曲线的代数运算。.基本功能不仅具有结构静力学分析结构非线性分析动力学分析热分析等基本的功能,而且还具有优化设计监理子结构模型等高级应用功能。另外.在原有功能的基础上又作了许多改进,下面分别进行介绍。结构静力分析用来求解外载荷引起的位移应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。程序中的静力分析不仅可以进行线性分析,而且也可以进行非线性分析,如塑性蠕变膨胀大变形大应变及接触分析。结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同,动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。可进行的结构动力学分析类型包括瞬态动力学分析模态分析谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。程序可求解静态和瞬态非线性问题,包括材料非线性几何非线性和单元非线性三种。动力学分析程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时,可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性,并确定结构中由此产生的应力应变和变形。热分析程序可处理热传递的三种基本类型传导对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热结构耦合分析能力。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析,如电感电容磁通量密度涡流电场分布磁力线分布力运动效应电路和能量损失等。还可用于螺线管调节器发电机变换器磁体加速器电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。流体动力学分析流体单元能进行流体动力学分析,分析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力流率和温度分布的图形显示。另外,还可以使用三维表面效应单元和热流管单元模拟结构的流体绕流并包括对流换热效应。声场分析程序的声学功能用来研究在含有流体的介质中声波的传播,或分析浸在流体中的固体结构的动态特性。这些功能可用来确定音响话筒的频率响应,研究音乐大厅的声场强度分布,或预测水对振动船体的阻尼效应。压电分析用于分析二维或三维结构对交流直流或任意随时间变化的电流或机械载荷的响应。这种分析类型可用于换热器振荡器谐振器麦克风等部件及其它电子设备的结构动态性能分析。可进行四种类型的分析静态分析模态分析谐波响应分析瞬态响应分析软件主要包括三个部分前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型.与接口的创建利用对结构进行有限元分析时,由于用建模相对比较麻烦,所以通常用建立的三维模型,然后导入中进行分析。所以需要将三维实体模型通过专用的模型数据转换接口导入到中。具体操作方法点击开始所有程序.如图.所示,点击弹出对话框和打上勾,选择右边的,如图.所示。点击按钮在出现的对话框中输入安装目录和启动文件,如图.所示。点击按钮,在出现的对话框中,点击然后再点击,如图.所示,完成接口创建设计。打开软件,在主页面菜单栏中就会显示.,说明接口创建成功,即可从中直接将模型用打开,同时也可以直接打开软件,点击,选择即可。图.图.设置窗口图车架有限元的静力分析三维实体模型的网格划分将上章生成的模型以“.”格式中性文件导入软件,生成“.”文件格式。目前,对车架的有限元分析般采用梁单元,其优点是模型前处理工作量小,划分的单元数目和节点数目少,计算速度快。其缺点是不能正确地反映车架纵横梁的截面形状,无法仔细分析车架的应力集中问题,所以不能为车架纵横梁的连接方案提供实用的帮助。单元用于构造三维固体结构。单元通过个节点来定义,每个节点有个沿着方向平移的自由度。单元具有塑性蠕变膨胀应力强化大变形和大应变能力。本文采节点的退化的单元进行有限元网格划分,得到该边梁式车架有限元模型。在有限元模型中,整个车架采用自由网格划分,尺寸控制选择。网格形状和材料属性如图.和.,网格划分如图.所示。图.单元定义图.材料属性图.网格划分施加约束条件本文研究的车架所对应的汽车为前悬钢板弹簧后悬主副钢板弹簧的结构。为便于计算,静力分析采用刚性支撑。整个车架上共安装了个用于连接钢板弹簧的固定支座和吊耳,因此在每个纵梁底面建立了个关键点。点约束静态工况是指在汽车车架钢板弹簧前后个位置约束并分析其静态弯曲刚度。在施加约束时,约束每个位置的需要的自由度。车架种工况分析货车的实际工况复杂,故作用在车架上的载荷变化也很大。油箱驾驶室等部件均依照实际安装位置进行加载,并根据其具体结构选择以均布载荷方式加载。.弯曲工况约束条件和应力加载弯曲工况主要是对货车满载状态,四轮着地时的结构强度和刚度进行校核,主要模拟货车在星好路面下匀逮直线行驶时的应力分布和变形情况。在这种工况下车速般较高,故动载系数取。对车架进行约束.对两前轮三个方向自由度和两后轮方向自由度进行约束.释放车轮的其余自由度。货车额定载荷为.。所有载荷均看作均布,施加在纵梁的上表面上。货箱的载荷施加位置为处坐标,下同,载荷值为.驾驶室载荷施加位置为处,载荷值为.。加载情况如图.所示图.加载情况后处理及结果分析通过后处理对计算结果的分析得到各工况下的位移和应力云图如图.和图.所示。图.满载位移云图图.满载应力云图分析车架变形云图可以看出,在该工况下车架最前端部分变形均较小,中部变形较大。这是由于中部承载货箱,载荷较大前部承载发动机驾驶室等,载荷较小的缘故。因此分析结果与实际情况相符。车架前部与前桥以及转向梯形等转向机构连接,较小的变形可以有效地减小车架变形对汽车转向几何特性的影响车架中部较大的变形则有利于改善车架整体的应力状况,并起到定的缓冲作用。由此可知车架在该工况下应力最大值为。小于车架所用材料的屈服极限,则车架结构的强度安全系数为当时,说明在该工况下,车架结构强度是符合要求的否则,则说明车架结构强度不符合要求,将会发生强度破坏该车架的结构强度满足要求。.扭转工况约束条件和应力加载实践表明.车身承受的最剧烈的扭转工况般是在汽车低速通过畸岖不平路面时发生昀。车速般较低,故取动载系数为.。模拟汽车左后轮和右前轮个对角车轮之间扭转工况,限制右前轮和左后轮三个方向自由度和其它两轮,方向自由度进行约束,释放车轮的其余自由度。货车额定载荷为.。货箱的载荷施加位置为处坐标,下同,载荷值为.驾驶室载荷施加位置为处,载荷值为.。加载情况如图.所示。图.扭转工况加载情况后处理结果分析通过后处理对计算结果的分析得到各工况下的位移和应力云图如图.和图.所示。图.扭转工况位移云图图.扭转工况应力云图分析车架变形云图可以看出,在该工况下车架对角变形较大,由左后轮到右前轮向对称的侧变形量逐渐减小至车架左前和右后部分,由于车架前后结构的差异,左前部分车架变形最大,为.,同时也是最大应力集中的部分,体现了扭转工况应有的特点,而且由图可知车架在该工况下应力最大值为。小于车架所用材料的屈服极限,车架结构强度是符合要求的否则,则说明车架结构强度不符合要求,将会发生强度破坏该车架的结构强度满足要求。.急刹车工况约束条件和应力加载汽车在正常行驶时难免会发生紧急制动的情况。此时车架除受各部件的重力外,还要受到数值等于币道路附着系数倍重力的纵向惯性力的作用.前后轴载荷发生急剧变化,整个车架的内力应力也会发生很大的变化。本文模拟紧急制动的极限工况前轮抱死,对两前轮的三个方向自由度和后轮的,两个方向的自由度进行约束,释放车轮的其余自由度。动载系数取.。按初始速度为,制动距离为进行模拟.即制动减速度.来进行计算。所有载荷均看作均布,施加在纵梁的上表面上。货箱的载荷施加位置为处坐标,下同,载荷值为.驾驶室载荷施加位置为处,载荷值为.。加载情况如图.所示•。图.刹车工况加载情况后处理结果分析通过后处理对计算结果的分析得到各工况下的位移和应力云图如图.和图.所示。图.急刹车工况位移云图图.急刹车工况应力云图分析车架变形云图可以看出,在该工况下车架横梁产生的变形较大,尤其是车架的中部横梁,变形最大,同时也是产生最大的应力的位置,该变形情况符合刹车应有的特点,而且由图可知车架在该工况下应力最大值为。小于车架所用材料的屈服极限,说明在该工况下,车架结构强度是符合要求的否则,则说明车架结构强度不符合要求,将会发生强度破坏该车架的结构强度满足要求。.转弯工况约束条件和应力加载在紧急转弯时,由于离心力的作用而产生侧向载荷,就必须要求车架具有足够的忍受侧向载荷的能力。分析右转弯时的情况。对两前轮的三个方向自由度,以及两后轮的,方向自由度进行约束,释放车轮的其余自由度。取动载系数为.,向左的侧向加速度为.。所有载荷均看作均布,施加在纵梁的上表面上。货箱的载荷施加位置为处坐标,下同,载荷值为.驾驶室载荷施加位置为处,载荷值为.。加载情况如图.所示。图.转弯工况加载情况后处理结果分析图.转弯工况位移云图图.转弯工况应力云图分析车架变形云图可以看出,在该工况下车架中部侧向变形明显,在车架中部产生最大的变形量.,同时也产生最大应力,小于车架所用材料的屈服极限,符合该工况下的车架的变形情况,同时也说明在该工况下,车架结构强度是符合要求的否则,则说明车架结构强度不符合要求,将会发生强度破坏,该车架的结构强度满足要求。同时可根据此变形情况,对车架受力变形集中部位进行加强板,加强筋的安装,提高该部位的结构强度。.车架有限元模态分析现代汽车具有向轻量化与高速化发展的趋势,使得汽车结构的振动与噪声问题变得同益突出。汽车车架结构作为汽车的承载体,在外部激励作用下产生的弯曲扭转振动不但造成车架结构的疲劳损伤,而且还影响车辆的舒适性和行驶平顺性。通过模态分析,可以得出车架结构的固有频率以及固有振型,不仅对于防止汽车发生共振等情况具有指导作用,而且模态性能也是车架结构动力响应分析的基础。将车架三维模型导入,并且对其加载约束,选择模态分析,选择车架模态的前十阶,并且对其求解。加载情况如图.。图.加载情况车架模态分析结果,得出各阶振型如图.到.所示。图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.阶振型图.车架模态分析结果列表车架模态分析结果如图.所示,车架激励般来源于路面和发动机。路面的激励频率多在以下,该车所配置的发动机怠速时相应发动