某载货车前轴有限元分析

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货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

)R 建立几何模型，应用 ’S/</ 建立有限元模型。
分别在各个铆钉的实际位置，应用短梁元来模拟部件间铆钉连接，短梁元用其真实的材料和截面尺寸，并使其沿自身轴线的转动刚度为零，保持平动自由度。整个车架有限元模型中包括：梁单元 Q13PT ， *.# 个；壳单元 /8(QQ*+ ，节点总数， $" -++ 个； $" .-" 个；共 * 万余自由度。为便于与测试结果进行比较，钢板弹簧、发动机、油箱、驾驶室、车厢等暂未考虑。车架纵梁、横梁部分采用 $*U3 钢，部分采用材料特性如表 $ 所列。 V!+.，
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析
考虑车厢影响的车架有限元模型的建立车厢及货物通过木块将载荷传递给车架，车厢
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车架弯曲工况计算该工况主要对载货汽车在满载状态下四轮着地
与车架通过 > 型螺栓及铆接搭块上的螺栓连接。车厢建模时采用三维梁单元，木块应用壳单元进行模拟以便将载荷传递给车架。整个车架有限元模型中包括：梁单元 ?-*2@，梁单元 A/B,%@@ ， 01# 个； % ##6 个；壳单元 CDE??0’ ， %# @6’ 个；节点总数： %0 6#% 个；共 %" 万余自由度。载荷处理时将车厢自身质量处理为惯性载荷，其它与光车架时基本相同。
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析车辆匀速直线行驶工况时车架强度、刚度分析
表明，车架的变形主要表现为驾驶室部位抬起约 %"
,,，尾部下弯 %1 ,,，与光车架变形相比减小 1 车架应力的最大值为 %@% 9:; ，小于光车架时 ,,；的 %6’ 9:; ，主要位于左右纵梁处。

轴的有限元分析

有限元分析
1.确定分析轴的材料（弹性模量，泊松比）以及轴上施加的载荷
轴的材料选择45钢，根据资料可得材料的弹性模量为196~216 GPa，取其弹性模量为201GPa；取其泊松比为0.3；在其轴两端施加P=45MPa的均布载荷。

2.使用proe对分析轴进行有限元分析
1) 画出零件图
2）进入有限元分析模块并定义材料性能参数
材料的弹性模量为201GPa，在EX文本框中输入弹性模型：11
.2 Pa；泊松比为0.3
01
10
3）加入载荷和约束
3、进入Mechanica 分析
1)划分网格为了加快分析计算速度选择划分网格为8 【1】设计研究并新建静态分析
【2】分析结果
2) 模态分析【1】参数设置
【2】分析结果
3）失稳分析【1】参数设置
【2】分析结果。

重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化

优化方案
优化方案
根据有限元仿真结果，针对重型载货汽车车架结构的薄弱环节和潜在问题，提出以下优化方案：
优化方案
1、结构改进：对车架结构进行优化设计，减少不必要的焊接部位，增加结构强度。例如，采用局部加强板或增加加强筋等方式对车架关键部位进行加固。
优化方案
2、材料替换：采用高强度材料替代传统钢材，如铝合金、高强度钢等，以减轻车架重量，提高抗疲劳性能。
优化方案
3、尺寸调整：通过对车架结构的关键部位进行尺寸调整，优化结构布局，提高承载能力。例如，调整横梁和纵梁的长度、宽度和高度等参数，以改善车架的抗弯和抗扭性能。
优化方案
4、增加附件：如加强板、减震器等附件，提高车架的抗载荷能力和减震效果。
优化效果
优化效果
实施上述优化方案后，重型载货汽车车架结构的效果显著。以下是优化效果的几个方面：
结论
结论
本次演示通过对重型载货汽车车架进行有限元分析，了解了车架的应力、应变分布情况，并提出了优化建议。这些建议对于提高车架的承载能力和稳定性具有重要意义。在实践中，可以根据具体需求和条件，综合考虑选择适合的优化措施。有限元分析作为一种有效的数值模拟方法，可以为重型载货汽车车架的设计和优化提供重要参考。
1、结构强度提高：通过结构改进和材料替换，车架的强度得到了显著提高，能够有效应对各种复杂工况下的载荷。
优化效果
2、重量减轻：采用高强度材料和尺寸调整，车架重量得到了显著减轻，从而提高整车的燃油经济性。
优化效果
3、疲劳性能改善：优化后的车架结构具有更好的抗疲劳性能，减少了车辆在使用过程中的断裂等现象。
Байду номын сангаас
参考内容
引言

载重货车车架设计及有限元分析开题报告

关于单体车架，简单的说就是将引擎室、车厢以及行李厢三个空间合而为一，这样的好处除了便于大量生产，模组化的运用也是其中主要的考虑。通过采取模组化生产的共用策略，车厂可以将同一具车架分别使用在数种不同的车款上，这样也可节省不少研发经费。
除了有利于共用，车体车架也可以通过材料的不同来发挥轻量化的特性，铝合金是80年代末期相当热门的一种工业材料，虽然重量比铁轻，但是强度却较差，因此如果要用铝合金制成单体车架，虽然在重量上比起铁制车架更占优势，但是强度却无法达到和铁制车架同样的水准。除非增加更多的铝合金材料，利用更多的用量来弥补强度上的不足。不过这样一来，重量必然会相对增加，而原本出于轻量化考量而采用铝合金材料的动机，当然也就失去了意义。也正因为这个原因，铝合金车架在车坛上并未成为主流，少数高性能跑车或是使用了强度更高的碳纤维，或是用碳纤维结合蜂巢状夹层铝合金的复合材料取代了铝合金。但是要用碳纤维制成单体车架，在制作上相当复杂且费时，成本也相对更高，所以至今仍无法普及到一般市售车上，而仅有少数售价高昂的跑车使用，这些是不可能用在载重货车上的。尽管铝合金车架鲜有车厂使用，不过用钢铁车架搭配铝合金钣件的方式，近年来却受到不少车厂的重视，这样的结构不仅可以保留车架本身的强度，同时也可以通过钣件的铝合金化来取得轻量化效果，在研发成本上自然也不像碳纤维制的单体车架那样昂贵。
载货汽车行驶路况复杂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。目前国内商用车车架设计开始从原有的单纯经验设计进入优化设计阶段,主要特点是以有限元计算分析等手段辅助设计,在零件试制之前对产品就有了初步判断,可以提前解决相当数量的设计问题,但目前有限元分析还只局限在强度计算方面,寿命计算做的较少再有一点就是目前国内车架的开发很少经过台架强度和寿命试验,而目前国内各汽车生产厂车架台架试验所需的硬件应该没有问题,主要问题缺少参数输入方面的积累。另外,由于目前国内还无法杜绝超载现象的存在,所以我们的车架设计偏于保守。相反,国外商用车车架开发过程中有限元分析应用比较广泛,而且台架试验应用也被大量采用,有比较成熟的车架台架试验经验,比如奥地利斯太尔公司的台架试验现在已经非常成熟,车架总成在通过斯太尔的250小时脉冲台架试验后只需要进行300小时的场地试验,检验连接件的可靠性即可,通过这两项试验,车架的使用寿命可到100万公里,目前BENZ，MAN等公司仍利用斯太尔的试验台进行车架台架试验,它们的车架如果不经过脉冲试验,整车不投产。从材料的使用情况看,目前在节油、轻量化的压力下,国内外重型商用车车架普遍采用了高强度钢板,²S\500Mpa的钢板已经广泛应用从成型工艺方面看,传统的纵梁制造工艺采用大型冲压设备及大型模具冲压成型,一次性生产准备投入大,周期长,柔性化差,精度不高,很难适应产品和市场的变化。而且,随着纵梁所用材料强度等级的不断提高,采用传统制造工艺所需的冲压设备会越来越大,对材料的成型性能要求也高,很难适应发展的需要。所以目前普遍采用的是纵梁滚压成型制造工艺,其特点是:柔性化好,精度高,一次性生产准备投入小。

货车车架有限元模型的建立及分析 (1)

作者简介：柴新伟（1981-），男，山西夏县人，在读硕士研究生，研究方向：车辆工程。

收稿日期：2009-0７-02；修回日期：2009－12－01引言汽车车架是发动机、底盘、车身各总成及专用车专用设施的安装基础和关键承载部件。

我国对于一般车架的设计及强度校核，是依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学的经验公式。

传统分析设计方法,具有简单易行的优点,目前在我国的车辆设计计算中仍起一定作用。

传统方法也有明显不足,带有相当的盲目性,每次车架设计改进都不会有明显的突破；而且设计周期长,使得车架的更新换代的速度较慢,不能与现代化商品主产竞争相适应；也不能对车架结构的应力分布及刚度分布进行定量分析。

因此,设计中不可避免地造成车架各部分强度分配不合理现象；使得整个车架设计成本提高,而且某些部位强度不足,容易引起事故；某些部位强度又过于富余,造成浪费,达不到优化设计的目的。

随着CAD/CAE 技术的推广及计算机软硬件的发展,汽车行业已将CAD/CAE 技术用于汽车车架的设计与研究,为工作人员提供了可靠的计算工具[1]。

如果直接从CAD 软件导入Ansys ，会出现一些模型上相关问题，例如失去面，且其前处理不是很好；然而hyperworks 却有良好的CAD 兼容性和很好的有限元模型前后处理功能。

在CAD 中建立车架三维模型时，由于结构复杂,对一些附属结构和工艺结构，简化:1)略去某些功能件和非承载构件。

有些构件仅为满足工艺或使用要求设置,并非根据强度要求设置，对车架结构内力分布和变形的影响较小,因此建模时可以忽略（如工艺孔,缓冲座等）。

2)对某些部件进行简化。

车架主要是用槽钢和钢板铆接和螺栓连接而成，建立结合模型时只保证零件间的相对准确位置和连接孔的对应．根据副车架和主车架的连接方式，可将其简化为主车架左右边梁上的均部载荷，不再单独建模[2]。

将模型从CAD 软件导入hypermesh 中，车架边梁和横梁采用壳单元（SHELL63），实体零件（如吊耳，平衡悬架等）选用实体单元（solid45），钢板和板簧使用刚性梁单元和弹簧单元模拟。

载重货车车架设计及有限元分析

摘要汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。

车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。

因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。

同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。

本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。

确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。

运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。

同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。

最后根据分析结果对车架做出优化建议。

关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析IABSTRACTThe vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling.In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations.Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysisII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1车架总成概述 (1)1.2国内外研究情况及其发展 (2)2 车架总成设计 (6)2.1参考车型及其参数 (6)2.2车架类型的选择 (6)2.3车架设计的技术要求 (11)2.4车架的轻量化 (13)2.5车架的参数设计 (13)3 车架的有限元静力学分析 (19)3.1车架几何模型的建立 (19)3.2车架有限元模型的建立 (19)3.3车架的静力学分析 (21)3.4 基于静力分析的车架轻量化 (32)4 车架的模态分析 (34)4.1车架模态分析的基本理论 (34)4.2车架有限元模态分析结果 (36)4.3车架外部激励分析 (40)5 总结与展望 (42)III5.1总结 (42)5.2工作展望 (43)参考文献 (45)致谢 (47)IV1 绪论1.1车架总成概述汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。

中型载货汽车车架有限元静力学分析-任务书

毕业设计（论文）任务书学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是√否题目名称中型载货汽车车架有限元静力学分析一、设计（论文）目的、意义汽车作为交通运输工具之一，在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。

随着国民经济的快速发展，汽车工业也得到了飞速发展，在现代化发展的今天，生产出结构轻、性能好、质量高、用途广、安全可靠的汽车，成为了汽车厂家和客户共同关注的焦点。

作为汽车总成的一部分，车架承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻而各方面性能达到要求的车架结构是一项重要的工作。

传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，设计出的车架结构除了个别部位的应力水平较高外，大部分部位的应力水平较低。

因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减小汽车的制造成本，提高市场竞争力。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.选题的背景、目的及意义；2.Pro/E、ANSYS软件研究；3.车架设计的方法步骤研究；4.用Pro/E软件建立车架整体模型，然后导入ANSYS软件进行网络划分；5.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。

技术要求：1.研究中型载货汽车车架；2.有限元模型、载荷建立正确；3.生产纲领：成批生产。

三、设计（论文）完成后应提交的成果中型载货汽车车架有限元静力学分析程序一份；设计说明书（20000字以上）一份。

四、设计（论文）进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第1～2周（2.28～3.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、熟悉Pro/E、ANSYS软件的使用第3～5周（3.14～4.1）（3）理论联系实际分析问题、解决问题，使用Pro/E、ANSYS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6～8周（4.4～4.22）（4）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9～12周(4.25～5.20) （5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.23～5.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.30～6.3）（7）毕业设计修改第15～16周（6.6～6.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.20～6.24）五、主要参考资料1.刘惟信．汽车设计．北京：清华大学出版社2.张洪信．有限元基础理论与ANSYS应用．北京：机械工业出版社，2006.13.段进，倪栋，王国业．ANSYS10.0结构分析从入门到精通．北京：兵器工业出版社，2006.104.姜勇，张波．ANSYS7.0实例精解．北京：清华大学出版社5.汽车车身结构与设计．北京：机械工业出版社6.余传文．重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化．吉林大学硕士学位论文，20057.黄华，茹丽妙．重型运输车车架动力学分析．车辆与动力技术8.刘新田，黄虎，刘长虹等．基于有限元的汽车车架静态分析．上海工程技术大学学报，2007，6：112～1169.中型载货汽车车架设计资料10.网络资源，超星数字图书馆11.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日。

有限元分析在半挂

上装研究有限元分析在半挂车上的实战运用王大俊新乡华烁车辆有限公司，河南新乡，453011摘要：受轻量化趋势影响，市场上通常使用性能更好的材料和结构优化相结合的方法，使用有限元仿真技术辅助设计，来减少产品的研发周期。

由于专用车车型众多，没有相应的分析规范和标准，加上受人为因素和环境条件影响，有限元结果与实际产品使用存在不小的偏差，很多人质疑有限元研发仅仅存在于理论阶段。

据此，通过对半挂车研发设计和产品使用中暴露的问题，发现运用有限元分析具备有可行性和实战性，并为半挂车产品研发提供了可视化的有效参考答案。

关键词：半挂车；有限元分析；可行性；实战性中图分类号：U469.5收稿日期：2023-11-13DOI：10 19999/j cnki 1004-0226 2024 01 0111前言近年来，随着相关法规的完善和行业竞争日趋激烈，市场对半挂车轻量化要求越来越高。

很多企业在满足使用要求前提下，采用强度更高和厚度更薄的板材，再通过结构优化的方法，进而达到降低整车重量。

本研究以38m³粉罐半挂车和13m 鹅颈半挂车为对象，应用HyperWorks 软件进行结构仿真分析。

通过实际车辆建立分析模型，分析结果与售后的车辆进行对比，然后进行结构再优化设计，得出有限元分析在结构研发设计和优化上具备有很强的实战性。

2有限元模型建立2.1材料特性参数本文通过两种车型作为研究对象，一种车型38m³粉罐半挂车，整车使用板材为T610L ；另一种车型13m 鹅颈半挂车，小零部件使用板材为T700，腹板和下翼板使用板材为T980。

材料性能参数见表1。

表1材料性能参数T610L T700T9807830783078302062062060.30.30.362970110106747551033252814.22.2网格划分整车由薄钢板直接拼焊、折弯或者卷制成型后拼焊而成，零部件的几何尺寸远大于板厚，所以对车架采用壳单元（PSHELL ）进行网格划分，网格单元类型以四边形单元为主［1-2］。

货车车架的有限元分析

图 6 扭转工况的应力分布图 / MPa 4. 3 模态的计算结果
模态计算该车架的自由振型 ,即取消所有约束条件、承载情况和前后悬弹簧的作用 ,用 Block Lanczo s 法提取自由振动时的前 15 阶固有频率 ,前 6 阶的频率为零 ,其余各阶频率如表 1 。其中节选的第 7 阶、第 9 阶的振型 ,如图 8 、图 9 所示。
挠度ix轴的转角ixixiyizixiyiz24个自由度iz节点力矩阵为取决于单元的方位尺寸和弹性性质而与单元位置无关就可以进行车架的有限元分析计算了车架的有限元模型该车架初步设计为长考虑到车架几何模型的复杂性可在三维cad软件里面建立好车架的面模型然后导入到ansys里分析分析时首先要考虑的是各铆接点的位置hptcreatearea相应硬点连接成mpc单元因车架各层间即有压应力mpc的类型应选择rigidbeam方式对于纵梁和横梁选用shell63单元进行网格划分通过mpc与车架连接个弹簧单元与车架后轴连接单元总数为96213节点总数99897mpc单元为1012材料为16mn弹性模量为2e5mpa约束条件及承载情况车架设计最重要的是考察车架在弯曲和扭转时的受力情弯曲工况的边界条件及承载情况计算时约束前后悬弹簧接地处的所有自由度让车架形成一简支梁结构根据实际受力情况在安放驾驶室的地方加上20n在剩余处加上330n13
图 8 第 7 阶振型
图 7 扭转工况下横梁的应力分布图/ MPa 表 1 车架的 7～15 阶固有频率及振型
阶数 7 8 9 10 11 12 13 14 15
频率/ Hz 6. 710 5 13. 325 18. 097 20. 080 23. 718 26. 013 37. 705 44. 159 47. 888
∑R j u j = 0

基于有限元分析的汽车前桥前轴的优化设计

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７结束语
不管是在汽车生产企业，还是汽车零配件生产商，或者其他生产企业，乎所有的直流系统驱动定几
图７直流控制工作线图
《装备制造技术｝０２２１年第７期
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从上表可以看出，原来将近４万元的成本，在改造后被压缩到了４千元。并且供货周期大大缩短。高成本的问题完全达到了改造的预期效果。
７１
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基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析

基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析摘要：货车车架是车子的关键受力部分，货车上受到的来自内部和外界的各种载荷最后都要传递给货车车架，所以车架结构强度的大小是货车整体设计的关键因素之一。

在汽车设计中，有限元分析法可以对汽车进行动态性能、静态性能和车架结构分析，从而，对车身结构优化，提高整车性能、缩短设计时间。

有限元软件ANSYS具有独一无二的分析优化功能和良好的可靠性，在结构动力分析、静力分析和优化设计方面具有出色的表现。

本文以东风货车为研究对象，运用Pro／E和ANSYS软件，先创建货车车架的三维实体建模型，在对其动态分析、静态分析及模态分析研究。

以实体为基础进行建立他的简单尺寸来优化，以车架的截面面积作为参数，把他最小的体积作为其最终结果。

简单介绍Pro/E三维建模的简化技巧和ANSYS结构优化设计时的基本思想和方法。

通过对东风货车车架结构的有限元仿真和有限元分析，积累许多宝贵的经验，得到一些重要数据，在以后货车车架的设计优化中有借鉴和指导作用。

关键词：东风货车车架；ANSYS；Pro/E；静态分析；动态分析；模态分析Dongfeng truck frame based on ANSYS simulation and finite element analysisAbstract：Truck frame is the car key part of the force, van from internal and external load, the last to be passed on to the truck frame, so the size of frame structure strength is one of the key factors of the overall design of the truck. In the automobile design, the finite element analysis method can be used to analyze the dynamic performance, static performance and frame structure of the vehicle, so as to improve the performance of the vehicle and shorten the design time. Finite element software ANSYS has a unique analysis optimization function and good reliability, and has excellent performance in structural dynamic analysis, static analysis and optimization design.In this paper, Dongfeng truck as the research object, the use of Pro / E and ANSYS software, to create a three-dimensional model of the truckframe, the dynamic analysis, static analysis and modal analysis. Optimization structure based on the entity unit model to create the frame size is simple constraints, with the frame of the longitudinal cross section area size as a design parameter, the frame structure of the total volume minimization as optimization the final result. The simplified technique of Pro/E 3D modeling and the basic idea and method of ANSYS structure optimization are introduced in this paper. Through the finite element simulation and finite element analysis of the frame structure of the Dongfeng truck, accumulated many valuable experiences, and get some important data, which have reference and guidance in the design optimization of the truck frame.Key words：Dongfeng truck frame;ANSYS; Pro/E; Static analysis; Dynamic analysis; The modal analysis基于ANSYS的东风货车车架仿真和有限元分析1 引言1.1 课题的目的和意义当代汽车工业中，有限元分析法在已经普遍应用在车辆骨架的研发里面。

有限元分析法在起重设备管理中应用

有限元分析法在起重设备管理中的应用1. 引言起重设备是现代工业生产中必不可少的重要设备之一。

在起重设备的设计、制造和使用过程中，安全性和可靠性是至关重要的考虑因素。

为了确保起重设备在工作过程中的稳定性和安全性，有限元分析法被广泛应用于起重设备的管理中。

2. 有限元分析法简介有限元分析法（Finite Element Analysis, FEA）是一种基于数值计算的工程分析方法，能够模拟和分析复杂结构的力学行为。

该方法将复杂的结构分割为许多小的单元，通过求解数学模型中的方程组来计算结构的受力和变形情况，从而评估结构的性能。

3. 有限元分析法在起重设备设计中的应用起重设备的设计过程中，有限元分析法可以用于以下方面：3.1 结构强度和刚度分析通过有限元分析法，可以对起重设备的各个部件进行强度和刚度分析。

例如，可以评估起重机臂的受力情况，确保其在工作过程中不会发生过大的变形或破坏。

3.2 疲劳寿命预测起重设备在使用过程中会受到循环荷载的作用，容易出现疲劳破坏。

有限元分析法可以预测起重设备的疲劳寿命，帮助制造商确定维护计划和升级方案，确保设备的可靠性和安全性。

3.3 结构优化通过有限元分析法，可以对起重设备的结构进行优化。

例如，可以通过分析不同材料的应力分布情况，确定最佳材料选择；通过调整部件的几何形状，优化设备的结构性能。

4. 有限元分析法在起重设备制造中的应用起重设备的制造过程中，有限元分析法可以用于以下方面：4.1 制造过程仿真通过有限元分析法，可以模拟起重设备制造过程中的各个环节，例如焊接、拼装等，评估制造过程中的应力分布情况和变形情况，确保制造过程的质量和可靠性。

4.2 产品质量控制有限元分析法可以对制造出的起重设备进行质量控制。

通过对产品的受力和变形情况进行分析，可以及早发现潜在的质量问题，并采取相应的措施进行改进。

5. 有限元分析法在起重设备使用中的应用起重设备在使用过程中，有限元分析法可以用于以下方面：5.1 动力学分析通过有限元分析法，可以对起重设备在工作过程中的动力学行为进行分析。

基于HyperWorks_的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1660-1669 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122154基于HyperWorks 的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析王士明，潘羽，朱春鹏上海理工大学机械工程学院，上海收稿日期：2023年2月22日；录用日期：2023年3月24日；发布日期：2023年3月31日摘要汽车前轴是底盘系统的重要组成部分，其强度直接影响整车的安全性和可靠性。

在HyperWorks 建立材料为40 Cr ，单元类型为四面体的前轴有限元模型。

选取三种典型工况：越过不平整路面工况、紧急制动工况、侧滑工况，在板簧座施加静态载荷，在主销孔处施加约束，对前轴进行静强度分析，得出三种工况下的位移云图及应力云图。

并在此基础上对疲劳寿命进行了预估。

结果表明，前轴在三种典型工况下最大应力均未超过材料屈服极限，最低疲劳寿命为62万公里，满足疲劳寿命的要求，验证了设计的合理性。

关键词货车前轴，有限元分析，HyperWorks ，疲劳强度Based on the Truck Front Axle HyperWorks Finite Element Analysis and Fatigue Strength AnalysisShiming Wang, Yu Pan, Chunpeng ZhuSchool of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiReceived: Feb. 22nd , 2023; accepted: Mar. 24th , 2023; published: Mar. 31st , 2023AbstractThe front axle is an important part of the chassis system, and its strength directly affects the safety and reliability of the vehicle. The finite element model of front axle with material of 40 Cr and王士明等element type of tetrahedron was established in HyperWorks. Three typical working conditions are selected: crossing uneven pavement condition, emergency braking condition and side slip condi-tion. Static load is applied to the leaf spring seat, and constraints are applied to the main pin hole. The static strength analysis of the front axle is carried out, and the displacement cloud diagram and stress cloud diagram under three working conditions are obtained. On this basis, the fatigue life is estimated. The results show that the maximum stress of the front axle under three typical working conditions does not exceed the yield limit of the material, and the minimum fatigue life is 620,000 km, which meets the requirements of fatigue life and verifies the rationality of the design.KeywordsFront axle, Finite Element Analysis, HyperWorks, Fatigue StrengthCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言前轴是车辆悬架系统的重要组成部分，主要通过悬架结构联接到车架上。

基于ANSYS的载货车车架结构有限元分析

基于ANSYS的载货车车架结构有限元分析作者：赵宇楠陕路凯来源：《时代汽车》 2017年第19期赵宇楠1 陕路凯21 内蒙古电子信息职业技术学院内蒙古呼和浩特市 0100512 呼和浩特职业学院内蒙古呼和浩特市 010051摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，计算机技术相较之前也要有了一定的进步，同时也带动了计算机相关的行业，进一步促进了相关行业和科学技术的发展，ANSYS作为一种新的模拟技术，也逐渐地应用到更为广泛的领域当中，比如说把ANSYS运用到载货车车架结构当中，从某种程度上来说，运用数值比运用其他的方式更为严谨，也能时时刻刻观察到事物的发展变化。

基于此，本文主要结合我国载货车机械行业的发展，对有限元法的内容进行了概括、ANSYS介绍、车架几何模型、边界条件处理、载荷处理、有限元分析模型，希望能为今后我国载货车机械行业的发展带来一定的帮助。

关键词：ANSYS；载货车车架结构；有限元分析作者简介赵宇楠 (1988-)，女，内蒙古赤峰人，内蒙古电子信息职业技术学院。

研究方向，车辆结构设计与研究。

陕路凯(1989-)，男，汉族，山西晋城人，呼和浩特职业学院。

研究方向．车辆结构设计与研究。

载货车是现代工业体系发展中的重要成果，对于人类社会的交通方式产生了巨大的影响。

而随着我国国民经济水甲建设水平的不断提高，我国载货车制造行业实现了巨大发展。

同时，随着载货车市场竞争状况的不断激烈，消费者对于载货车行业提供产品的要求也在不断提高，要求载货车产品能够具备更高的性能与质量。

而载货车车架是载货车整体结构中的重要内容，是支撑载货车运行过程中承受复杂外力的重要基础。

因此，为提高载货车质量，保证载货车的使用价值与使用安全能够满足用户需要，就需要做好车架结构的设计与制造工作。

1 有限元法概述1.1 有限元法内涵在实际情况中，当工业设计中需要对于包括复杂的几何形状、受力结构以及多变的材料性质等因素的问题计算时，往往很难得到具体的数学形式解答。

某汽车前轴轻量化及有限元分析

孔德利，冯美波，陈长波，张青荣
（262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司 )
பைடு நூலகம்
[ 摘要 ] 为研究汽车前轴轻量化方案以达到轻量化的目的，首先利用有限元分析软件 ANSYSWorkbench 对
汽车前轴在制动工况及动载工况下的受力进行分析，得出前轴应力分布情况。其次，根据应力分布情况对
Lightweight and Finite Element Analysis of Vehicle Front Axle
Kong Deli, Feng Meibo, Chen Changbo, Zhang Qingrong (Yihe Axle Co., Ltd. in Zhucheng City, Zhucheng City, Shandong Province 262200, China） [Abstract] In order to study the lightweight scheme of automobile front axle to achieve the purpose of lightweight, firstly using finite element analysis software ANSYS Workbench to analyze the front axle when working on braking condition and dynamic loading condition, and the stress distribution is obtained. Secondly, according to the stress distribution, it is designed to be lightweight. Finally, finite element analysis of the optimized scheme under the above two working conditions is carried out, and the stress and weight of the front axle before and after optimization are compared, so the final lightweight program is determined. [Key words] front axle; lightweight; finite element analysis

基于轻卡某重载版车型车架系统有限元分析

10.16638/ki.1671-7988.2018.10.006基于轻卡某重载版车型车架系统有限元分析鞠光（安徽江淮汽车集团股份有限公司轻型商用车研究院，安徽合肥230000）摘要：车架是整个汽车的基体，其功用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内、外的各种载荷。

文章基于轻卡某重载版3308mm轴距的产品，首先对车架系统的主要零部件进行介绍，然后通过有限元分析软件Hypermesh 分析车架的模态、弯曲工况和扭转工况下的受力情况，分别得到各种工况下车架总成及各零部件的应力、位移,最后进行刚度、强度、以及整个车架布置合理性的分析。

关键词：轻卡；车架；有限元分析；模态分析中图分类号：U467.3文献标识码：B文章编号：1671-7988(2018)10-19-03The Finite Element Analysis of Vehicle Frame System Based on the Heavy-duty TruckJu Guang( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Institute of light commercial vehicles, Anhui Hefei 230000 )Abstract: The frame is the base of the vehicle, it’s role is to support the parts that connect the vehicle, and to bear the various loads that come from inside and outside the vehicle. This paper is based on the product of an overloaded 3308mm wheelbase. Firstly the main parts of the frame system are introduced, and then through the finite element analysis software Hypermesh, the mode of the frame, the bending condition and the force under the torsion condition were analyzed. And the stress and displacement of the frame assembly and the parts are obtained respectively. Finally, the rationality of stiffness, strength and frame arrangement is analyzed.Keywords: light truck; frame; finite element analysis; modal analysisCLC NO.: U467.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)10-19-03引言车架是整个汽车的基体，汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的，如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。

轻型载货汽车前轴的有限元动态特性分析

轻型载货汽车前轴的有限元动态特性分析王科【摘要】汽车前轴是汽车最重要的承重件之一，其设计的可靠性直接影响整车性能的发挥。

利用有限元方法研究汽车前轴的动态特性，并通过频率响应提取动刚度，为前轴设计提供了频域的设计方法。

%Front axle of the light truck is one ofthe most important load-bearing parts. Its design reliability has impact on the vehicle performance. In this paper, the dynamic characteristics of the automotive front axle is researched by using the finite el-ement method ( FEM) , and its dynamic stiffness is also extracted with frequency response. We hope that would provide a de-sign method for front axle in the frequency domain.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P41-42,45)【关键词】前轴;动态特性;动刚度;频域【作者】王科【作者单位】南京依维柯汽车有限公司，江苏南京 210028【正文语种】中文【中图分类】TP391.720 引言汽车前轴不仅承载车身重量，而且会受到来自路面及发动机等产生的激振。

如果激振频率与前轴的某阶固有频率相同，将会引起共振，影响前轴及装配零部件的寿命，也影响整车的操纵稳定性和平顺性。

因此在前轴设计阶段不能只考虑其强度和刚度等静态特性，也要将动态特性纳入前期设计体系，与整车同步开发，为整车提升NVH性能提供重要理论依据。

装载机前车架有限元分析与结构改进

642019.09CMTM装载机的前车架是重要的承力部件，动臂、提升液压缸、转斗液压缸铰接点以及前后车架的铰接点均布置在前车架上，其强度非常关键。

某型装载机的两台用户测试机在工作2500小时左右时前车架翼箱处均出现焊缝开裂，位置见图1，需要对前车架进行工况分析和结构加强改进。

其中C 2=0.63×1012，m=3，求解：当疲劳寿命N=187500时，对应的焊趾疲劳强度范围S r =150MPa ；当疲劳寿命N=600000时，对应的焊趾疲劳强度范围S r =102MPa 。

2 有限元分析模型建立2.1 网格划分将前车架三维模型进行简化处理，导入Ansys workbench 软件，进行网格划分，整个模型共有490833个节点，258121个单元，完成的有限元网格如图2所示。

摘　要：公司开发的某型装载机用户测试机前车架翼箱焊缝处出现开裂问题，在以往的前车架有限元结构分析过程中没有考虑焊缝焊趾疲劳强度，无法评估焊缝寿命。

针对此焊缝开裂问题，进行作业工况分析，根据焊缝型式和使用寿命要求求解出焊趾疲劳强度，通过有限元对比分析方法进行结构改进，成功解决了焊缝开裂问题。

关键词：前车架焊缝疲劳强度有限元装载机前车架有限元分析与结构改进Finite Element Analysis and Structural Optimization of theFront Frame of Loader江苏柳工机械有限公司刘巧珍/LIU Qiaozhen Md. Quasim 花豪/HUA Hao一个工作循环时间-秒（S ）482500小时循环次数-N 1875008000小时循环次数-N600000表1 工况分析1 工况分析该前车架在结构设计时进行了有限元静强度分析，主体的钢板结构应力强度满足疲劳寿命要求，但没有考虑焊缝焊趾的疲劳强度，因此首先需要评估计算焊缝焊趾的疲劳强度值。

通过工况调研，该机器的作业工况为短距离V 形满载铲料装车作业，焊缝的疲劳寿命按照8000小时评估，根据作业工况计算对应的工作循环次数如下表1：发生失效的是焊缝开裂，根据BS7608[2]，分析得到开裂的焊缝属于F 型焊缝，根据公式：logS r =（logC 2－logN)/m 图1 焊缝开裂位置图图2 前车架有限元模型图2.2 材料与属性前车架材料采用Q345，有限元模型材料特性分Copyright©博看网 . All Rights Reserved.652019.09建设机械技术与管理受力铰接点X 方向载荷/kNZ 方向载荷/kN转斗油缸和车架铰接点G -55.691 6.035动臂和车架铰接点A1，A2153.650-66.080动臂油缸和车架铰接点S1，S2-163.22350.901表2 前车架载荷值配如下：密度： ρ=7.85E+06 kg/mm 3；弹性模量： E=2.06×105 MPa ；屈服极限： σs =345MPa ；泊松比： λ=0.27 。

中型载货汽车车架有限元静力学分析

二○○九年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Finite Elements Static Analysis of Mid-duty Truck’s Frame StructureCandidate：Feng WenyanSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-17Supervisor：Associate Prof. Shi MeiyuHeilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin摘要车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架。

因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。

汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道路和装载的各种复杂载荷作用，而且汽车上许多重要总成部件都是以车架为载体。

所以，车架的强度和刚度在汽车总体设计中起到了十分重要的作用。

本设计是基于Pro/E软件建立了车架结构的实体模型，利用ANSYS有限元分析软件对该车架在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下进行了静力学分析。

分析结果表明，该车架受到的最大应力值小于材料的强度极限，满足设计的要求。

同时说明有限元法和ANSYS软件为车架结构的计算分析软件，可以更加全面的得出车架的应力分布状况，为车架的下一步设计过程提供了依据和理论支持，而且降低了制造成本，提高了市场竞争力。

关键词：载货汽车；车架；Pro/E；有限元；静力分析ABSTRACTFrame is an important assembly bearing loads of an automobile. All kinds of loads will pass to it. So the performance of frame structure affects whether the automobile design is successful or not. As a part of the truck, the frame supports all kinds of complicated loads coming from the road and freight. And many assembly of the truck are built in the frame. So the intensity and the strong of the frame play a very important role in the design of trucks.A model of the frame is established by using Pro/E in this paper. The static intensity of the frame is analyzed in the situation of bending, torsion, braking and swerve by ANSYS. The result indicates that the stress of the frame is less than the utmost intension. And the frame is satisfied with the design. The result of this paper indicates that the research of FEA and ANSYS software offered a set of basic theory and method for the frame structure and simulation of dynamic characteristic. At last, the material of the frame is saved, and it is stronger in the market.Key words: Truck; Frame; Pro/E; Finite element; Static analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1选题目的与意义 (1)1.2车架的设计理论发展过程和发展状况 (2)1.3本设计研究的内容 (4)第2章有限元法及ANSYS软件的介绍 (6)2.1有限元法简介 (6)2.1.1有限元法的基本思想 (6)2.1.2有限元法的特点 (7)2.1.3有限元法分析的一般步骤 (8)2.2车架有限元模型建立的原则 (8)2.3 ANSYS软件的介绍 (8)2.3.1 ANSYS的发展 (9)2.3.2 ANSYS软件的特点 (9)2.3.3 ANSYS软件的功能 (9)2.3.4 ANSYS软件的程序结构 (11)2.3.5 ANSYS软件分析的基本过程 (12)2.4本章小结 (13)第3章有限元模型建立 (14)3.1车架几何模型建立 (14)3.1.1车架尺寸的确定 (14)3.1.2确定建立模型参考平面 (14)3.1.3利用Pro/E软件建立几何模型 (15)3.2 车架有限元模型的建立 (17)3.2.1 车架几何模型导入到ANSYS软件 (17)3.2.2shell单元的定义 (18)3.2.3设置材料参数和属性 (22)3.2.4进行网格划分 (22)3.3本章小结 (23)第4章车架的静力学分析 (24)4.1静力学分析基本概念和过程 (24)4.2车架的载荷及处理 (24)4.2.1车架受到的载荷 (24)4.2.2载荷的处理 (25)4.3车架的刚度理论基础 (26)4.3.1车架的弯曲刚度 (26)4.3.2车架的扭转刚度 (26)4.4车架的工况分析及约束的处理 (27)4.4.1车架的满载弯曲工况 (27)4.4.2车架的满载扭转工况 ......................... 错误！未定义书签。

载货车前桥轮毂轴承走外圈故障的有限元仿真分析

载货车前桥轮毂轴承走外圈故障的有限元仿真分析陈长波;时晓军;孔德利【摘要】结合理论分析,明确轮毂单元侧滑工况受力,然后利用有限元分析软件ANSYS Workbench对载货车前桥轮毂及其轴承进行有限元分析,得出其侧向附着系数分别为1.0、0.7、0.5以及0倍的侧滑工况下轮毂轴承孔相对变形量.将各工况分析数据进行对比,结合齿圈结构状态提出改进措施.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)007【总页数】4页(P98-101)【关键词】轮毂;轴承走外圈;侧滑工况;有限元【作者】陈长波;时晓军;孔德利【作者单位】262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司;262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司;262200 山东省诸城市诸城市义和车桥有限公司【正文语种】中文【中图分类】U463.3430 引言轮毂轴承单元是车桥轮边总成中的重要零部件，起着承载的重要作用。

载货车在实际使用过程中因经常超载及行驶路况较差等复杂原因，车桥轮边总成经常出现轴承外圈与轮毂轴承孔配合松脱问题，随着轴承外圈与轮毂轴承孔两者配合间隙逐渐增大，最终导致整个轮毂单元失效，必须更换整套轮毂和轴承，对车桥生产厂商及汽车制造厂家造成很大的维修成本和售后服务压力。

减少这一故障，对于保证产品质量、降低售后服务成本格外重要[1-2]。

通过观察市场三包退回的失效件可以看到，轮毂轴承孔有明显的走外圈痕迹及开裂现象，如图1所示。

汽车在使用过程中会有不同的工作状态，综合这些工作状态，可以归纳为3种不同的工况：动载工况、侧滑工况和制动工况。

在这三种工况中，侧滑工况的轮毂轴承截面弯矩最大，因而造成的变形也最大。

为研究轮毂轴承孔在极限侧滑工况下的相对变形量。

本文首先对轮毂在极限侧滑工况下的受力进行了理论计算，其次利用三维建模软件SolidWorks绘制轮毂及相关零部件的三维模型，然后将其导入有限元分析软件ANSYS Workbench中进行分析，最后得出轮毂轴承孔在侧滑工况下的相对变形量。