基于ANSYS分析的高位出钢机小车结构优化

合集下载

ANSYS结构优化设计在机械设计中的应用

ANSYS结构优化设计在机械设计中的应用摘要在工程应用中，求解复杂结构优化问题，通常需要自行编制有限元计算程序，此类程序不仅编制难度较大，而且计算结果的可靠性较差。

在利用优化算法对结构进行优化时，将ANSYS作为有限元分析工具，替代人工编制的有限元程序，能大大节约结构优化问题的求解时间，提高计算结果的可靠性。

将齿行法与ANSYS相结合，对几个典型的结构优化问题进行最优化计算，计算结果表明方法正确、可行，能充分发挥ANSYS与优化方法两者的长处，具有优化效率高、效果好、实用性强等优点。

关键词ANSYS；结构优化设计；机械设计0 引言机械结构的优化是机械设计中的一个重要环节和内容。

为了寻找机械结构的最优设计方案，多年来许多学者从不同的角度提出了遗传算法、极大熵法以及模拟退火法等。

但是，这些方法的求解过程繁琐复杂，在实践中往往难以实现。

而随着计算机技术的飞速发展，各种仿真分析软件功能日渐成熟和完善，使得结构优化设计的过程程序化，分析结果可视化，给机械设计中的结构优化设计注入了新的力量。

基于有限元分析的ANSYS软优化软件正是这其中的佼佼者。

利用ANSYS的APDL语言，结合结构优化设计常用的优化准则法，可以方便快捷的编制程序进行数值分析，提高了结构优化设计的效率和准确性。

1 ANSYS结构优化设计作为大型通用有限元分析软件，ANSYS可以用来分析结构、流体以及电、磁场和声场，可以实现与较多CAD软件的接口，是目前常用的高级CAE软件。

软件可以分为前处理模块、分析计算模块和后处理模块三个功能模块。

前处理模块用于方便用户建立待分析实体模型并将模型进行网格划分，生成有限元模型。

分析计算模块则主要是用来模拟分析结构的各物理量之间的耦合作用。

分析计算的结构可以利用后处理模块以用户希望看到的方式显示出来。

利用ANSYS的APDL语言对于有限元模型的各种参数进行修改和调整，可以快捷地对于不同参数条件下的模型进行分析，大大提高了结构优化分析和设计的效率。

基于ANSYS的车身结构强度及刚度分析

南京工程学院本科毕业设计（论文）题目：基于ANSYS的车身结构强度及刚度分析专业：车辆工程（汽车技术）班级：汽车技术091学号：********* 学生姓名：***指导教师：陈茹雯副教授起迄日期：2013.2.25～2013.6.3设计地点：车辆工程实验中心Graduation Design (Thesis)Analysis on The Stiffness and Strength of Body Structure Based on ANSYSByZHOU WenjunSupervised byAssociate Prof. CHEN RuwenNanjing Institute of TechnologyJune, 2013摘要以有限元法为基础的车身结构分析已成为一种面向车身结构设计全过程的分析方法，车身结构设计的过程也随之成为一种设计与分析并行的过程。

车身作为车辆的重要组成部分，对整车的安全性、动力性、经济性、舒适性及操控性有着重要的影响。

在设计车身时，应用有限元法对汽车车身骨架进行静、动态特性的分析，对其结构的强度和刚度进行评价，对于进一步了解车身结构的应力和变形情况，充分认识掌握车身结构分析方法，进而对整个车身结构设计进行优化，提高整车性能，缩短产品开发周期，降低开发成本，均具有重要的意义。

本课题是采用有限元分析法对2046车身骨架结构作适当简化，在ANSYS中建立其有限元模型，并按照实际载荷对车身进行了静力学分析，校验其强度和刚度，根据分析结果找出车身骨架结构的危险断面。

同时对车身骨架进行动态分析，并提取前十阶模态，得到了车身固有频率及相应的振型。

最后根据静、动态的分析结果，对车身结构提出改进意见。

关键词：车身；有限元法；静力分析；动态分析ABSTRACTThe structure analysis of car body based on the FEM is the fundamental approach in the process of car body design-oriented.Also,the whole process of car body design becomes parallel in design and analysis.A s a very important part of the vehicle,the body has important influences on the vehicle's safety, power performance, economy, comfort and control.In the design of the body, the application of FEM for analysis of static, dynamic characteristics of the car body skeleton, and the evaluation of its structure strength and stiffness,have vital significances on the further understanding of the structure of the body stress and deformation, fully understanding the body structure analysis method, and then the whole body structure design optimization, improving vehicle performance, shorting the product development cycle, and reducing the cost of development.This paper is applying the FEM to simplify the 2046 body frame structure appropriately.Then the finite element model is established in ANSYS. And in accordance with the actual load, the static analysis of the body is finished to check the strength and stiffness.Finally,according to the risk analysis results,this thesis has found the body frame structure of the fault surface.At the same time ,the dynamic analysis of the body frame has been handled to calculate the ten orders natural frequencies for getting the body inherent frequency and the corresponding vibration model. Finally, according to the results of the static and dynamic analysis, this thesis has put forward some suggestions for improving the body structure.Keywords：Body；FEM；Static；Dynamic目录第一章绪论 (3)1.1 汽车车身结构分析的意义 (3)1.2 课题研究的内容 (3)1.3 有限元法的基础理论和ANSYS简介 (3)1.3.1 有限元法的发展 (4)1.3.2 有限元法的基础理论 (4)1.3.3 有限元法的应用 (4)1.3.4 ANSYS简介 (5)1.3.5 汽车车身结构强度及刚度的分析流程 (5)1.4 本章小结 (5)第二章汽车车身结构的有限元建模 (6)2.1 建模的准备工作 (6)2.1.1 单元的选择 (6)2.1.2 模型的简化处理 (6)2.2 有限元模型的建立 (7)2.2.1 几何模型 (7)2.2.2 材料属性、实常数的指定 (7)2.2.3 网格划分 (7)2.2.4 车身载荷的处理 (8)2.2.5 边界约束的确定 (9)2.2.6 有限元模型的生成 (9)2.3 本章小结 (9)第三章车身结构的静力学分析 (11)3.1 车身结构静态强度的分析指标 (11)3.2 车身结构静态刚度的分析指标 (12)3.3 强度分析 (12)3.3.1 载荷及约束的处理 (12)3.3.2 计算结果与分析 (13)3.4 刚度分析 (15)3.4.1 载荷及约束的处理 (15)3.4.2 计算结果与分析 (16)3.5 本章小结 (17)第四章车身结构的模态分析 (18)4.1 模态分析的基础理论 (18)4.2 车身结构的模态分析过程 (19)4.3 模态分析结果及评价 (23)4.4 本章小结 (24)第五章车身结构的改进意见 (25)第六章结论 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录A：英文资料 (31)附录B：英文资料翻译...............................................................................................附录C：其它资料......................................................................................................附件：毕业论文光盘资料第一章绪论1.1 汽车车身结构分析的意义汽车车身是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。

基于ANSYS的EMS小车结构分析和优化设计

基于ANSYS的EMS小车结构分析和优化设计赵海伦（南昌大学，江西南昌 330038）摘要：伴随着国内人口红利逐步消失及国家大力推进制造业数字化，各家企业在车间自动化、智能化方面都做了大量的创新和技改工作，物流小车也已成为现代车间中不可或缺的一部分。

其中EMS小车以其自动化程度高、操作简单的特点在一些生产厂家越来越普及。

以我司的EMS小车为例，针对该EMS小车升降过程中剪刀差部分晃动大、定位困难的问题，利用ANSYS软件对小车进行了模拟分析和结构优化。

关键词：EMS小车；剪刀差；ANSYS；结构优化1 引言EMS小车又叫自行小车悬挂输送系统，是高度体现机电一体化现代技术的物流系统，在制造业特别是生产车间的物料运输中发挥着举足轻重的作用。

EMS小车由轨道、自行小车（主动车、从动车）、剪刀差结构、提升皮带、提升电动机和电控系统等组成，其中轨道中设有滑触线和二维码，分别给小车供电和提供定位信息。

提升皮带是小车的主要承重部件，剪刀差结构主要用于提高小车的稳定性。

电控系统通过漏波通信控制小车的升降和行走。

EMS小车的基本结构和各部分主要功能如图1所示。

EMS小车具有停车准确、操作简单、安全可靠和维护方便等优点，特别适用于一些自动化程度较高、对物流系统定位准确度要求较高的场所。

图1 EMS小车基本结构2 应用现状及问题分析我司EMS主要用于半成品在不同工序之间的运输，目前该系统在剪刀差升降以及小车行走时存在晃动大导致定位不准的问题，此外我司半成品为粉末态高纯二氧化硅棒材，剪刀差晃动可能导致半成品磕碰从而导致报废，因此需要对EMS小车结构进行分析和优化，尽可能避免小车的晃动，增强小车重复定位准确度，提升小车流转效率和安全性。

现场仔细观察EMS 小车升降、行走时各个部件的实时状态，发现剪刀差连接臂存在微量变形，小车轻微晃动。

根据现场对小车的结构分析，导致连接臂变形的主要可能原因是升降和行走过程中货物摆动导致受力方向偏离竖直方向，而由于连接臂轴向的强度不足从而发生变形。

毕业论文参考-基于ANSYS的连杆应力有限元分析及结构优化

XXXXX毕业设计（论文）摘要众所周知，发动机是汽车一切非简单部件中最重要的部件之一。

而曲轴连杆作为发动机转换能源的重要零部件，承担着将燃料化学能转换为机械能的重点工作。

其主要作用是将来自于活塞的力传递给曲轴，使活塞的往返运动转化为曲轴的旋转运动。

在发动机运行时，连杆承受着复杂的载荷，其受力主要包含来自于活塞的压力、活塞及其自身往复运动的惯性力，而且对于这些力的大小和方向，其特征都是周期性变化的。

所以，这就要求强度及刚度对连杆都要满足。

故而需要对发动机连杆进行强度分析及结构优化。

由于计算机的快速发展，采用计算机辅助分析的方法来研究机械结构在工程领域中已广泛使用。

ANSYS是一款通用性很强且功用非常强大的有限元分析软件，故本文以ANSYS14.0为核心对发动机连杆进行了有限元应力分析。

本论文主要做了如下工作：（1）使用UG10.0软件建立了连杆的三维模型，导入ANSYS14.0软件划分网格，得到有限元分析模型。

（2）对发动机连杆进行静力学分析，得到了连杆拉压工况的的应力云图和位移云图。

（3）结合连杆受力情况，对连杆进行了结构优化设计，使其在满足相同强度条件的情况下减少重量，以达到减小惯性力及材料的目标。

本文借助于大型有限元分析软件ANSYS14.0对发动机连杆进行有限元应力分析，验证了连杆的性能及研究了连杆强度计算和优化设计方法，从静力学方面判断出连杆工作的可靠性。

关键词：曲轴连杆，有限元，强度分析，优化IXXXXX毕业设计（论文）ABSTRACTAs we all know, engine is one of the most important parts of all the complex parts of automobile. Crankshaft connecting rod, as an important part of engine power conversion, undertakes the core task of converting fuel chemical energy into mechanical energy.Its main function is to transfer the force from the piston to the crankshaft, so that the reciprocating motion of the piston can be transformed into the rotating motion of the crankshaft. When the engine works, the connecting rod bears harsh working conditions and complex loads. The force mainly comes from the gas force of the piston, the inertia force of the piston and its reciprocating motion, and the magnitude and direction of these forces show periodic changes. Therefore, it requires the connecting rod to have enough strength and stiffness. Therefore, it is necessary to analyze the strength and optimize the structure of the engine connecting rod.Because of the rapid development of computer, the method of computer aided analysis has been widely used in the field of engineering. ANSYS is a very versatile and powerful finite element analysis software, so this paper takes ANSYS14.0 as the core to carry out finite element stress analysis of engine connecting rod.The main work of this paper is as follows:(1) The three-dimensional model of the connecting rod is established by UG10.0 software, and meshed by ANSYS14.0 software, the finite element analysis model is obtained.(2) Static analysis of engine connecting rod is carried out to check the correctness of finite element model and boundary conditions, and stress nephogram which is in accordance with actual working conditions is obtained.(3) Optimized design of the connecting rod in combination with the force of the connecting rod, so that the weight of the connecting rod can be reduced under theIIXXXXX毕业设计（论文）same strength condition, in order to achieve the purpose of reducing inertial force and material.In this paper, the finite element stress analysis of engine connecting rod is carried out by means of the large-scale finite element analysis software ANSYS14.0. The performance of the connecting rod is verified, the strength calculation and the optimization design method of the connecting rod are studied, and the reliability of the connecting rod is judged from the static aspect.KEY WORDS：crankshaft connecting rod, finite element, strength analysis, optimizationIIIXXXXX毕业设计（论文）目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................................I I 目录 . (IV)第一章绪论 (1)1.1论文研究背景和意义 (1)1.2有限元法研究现状 (1)1.3发动机连杆有限元分析研究现状 (2)1.4本章小结 (3)第二章有限元分析基础 (4)2.1有限元法介绍 (4)2.1.1有限元法发展历史 (4)2.1.2有限元法基本理论 (5)2.1.3有限元法分析步骤 (7)2.2ANSYS软件介绍 (9)2.3本章小结 (9)第三章连杆的受力分析 (10)3.1连杆受载情况及参数 (10)3.1.1连杆受力分析 (10)3.1.2已知参数 (11)3.2燃气压力计算 (11)3.3惯性力计算 (12)IVXXXXX毕业设计（论文）3.5连杆最大压应力工况受力分析 (15)3.6本章小结 (16)第四章连杆应力有限元分析与结构优化 (17)4.1连杆三维模型的建立 (17)4.1.1 UG10.0软件介绍 (17)4.1.2建立连杆三维模型 (18)4.1.3三维模型的简化 (19)4.2有限元模型前处理 (22)4.2.1三维模型的导入 (22)4.2.2材料参数的设定 (24)4.2.2单元类型的选择及网格划分 (25)4.3连杆载荷施加及边界条件 (28)4.3.1连杆载荷处理与分布 (28)4.3.1.1载荷处理 (28)4.3.1.2连杆大小端拉应力加载 (29)4.3.1.3连杆大小端压应力加载 (31)4.3.2连杆位移边界条件的确定 (34)4.4运算及结果分析 (35)4.5连杆结构优化分析 (37)4.6.1连杆优化概述 (37)4.6.2连杆优化分析 (38)4.6本章小结 (40)第五章总结与展望 (41)5.1工作总结 (41)5.2工作展望 (42)参考文献 (44)VXXXXX毕业设计（论文）致谢 (46)毕业设计小结 (47)VIXXXXX毕业设计（论文）第一章绪论1.1论文研究背景和意义以往对发动机的主要组成部件的受力分析，只能靠传统力学计算方法，大致反映这些零件受力状态，因为这些零件受力复杂且形状不规则，比如活塞、连杆、气缸、曲轴等。

基于ANSYS汽车连杆的模态分析

基于ANSYS汽车连杆的模态分析摘要：振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一。

由于振动会造成结构的共振或或疲劳，从而破坏结构。

所以必须了解结构固有的频率和振型，避免在实际工况中因振动因素造成结构的损坏。

模态分析主要研究结构或机器部件的结构特性，将得到结构的固有频率和振型，对复杂结构进行精确的模态分析，将为评价现有结构的特性特性、新产品和诊断动态性能的预估及优化设计，提供科学的依据。

关键词：ansys；汽车连杆；模态分析1引言汽车众所周知的最常用的交通工具之一，在整个汽车的复杂系统中，发动机就是其中最重要的之一，常常也称作汽车的心脏。

当汽车发动机工作时，活塞燃烧室产生的气体其爆炸力通过连杆传递给曲轴，曲轴带动飞轮转动从而将动力输出。

在这工作的过程中，发动机连杆在传递燃料爆炸作用力的同时也承受了最大最强烈的冲击力、动态应力，因此,连杆成为发动机动力学负荷最高的部件。

连杆是发动机传递力最重要的零部件之一，同时也肩负着传递力的方向的重任。

所以,汽车发动机连杆的质量和性能就直接关系到整个发动机工作的稳定性以及故障率。

利用有限元对汽车连杆零部件进行模态分析,有利于对连杆零部件更科学的使用。

2基本原理2.1ANSYS简介ANSYS软件是可以处理的分析类型：结构分析、热分析、电磁分析、流体分析、耦合场分析。

结构分析首先待求的自由度是位移，而其他量诸如应变、应力、反应力等均是通过位移值来得到的。

在ANSYS中，结构分析主要包括7种：静力分析、模态分析、谱分析、瞬态动力学分析、谐响应分析、特征屈服分析、专项分析。

而模态分析是本论文的着重应用，主要分析用于计算结构的自然频率和振型，用于解决实际生活中的机械振动。

2.2ANSYS模态分析简介结构动力学分析不同于静力学分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用效果。

模态分析是动力学分析功能的一种。

动力学分析是用来确定质量（惯性）和阻尼起重要作用的结构和构件动力学特性的技术。

应用ANSYS release70对某微型客车车架结构的CAE分析与优化设计

应用ANSYS release7.0对某微型客车车架结构的CAE分析与优化设计综述CAE（计算机辅助工程分析）技术的兴起及应用，滞后于CAD（计算机辅助设计）技术，尤其在汽车工业以及机械行业。

当前，在中国汽车行业CAD技术已广泛得到应用，在产品设计过程中已经摈弃手工绘图的时代，将企业中的图纸信息数字化，大大节省成本；而对于产品进入验证阶段所必需的试验，对所设计的产品进行符合国家相关法规标准的强度、刚度、NVH、耐撞性等方面的评价，企业必须对概念样品进行一次一次的试验、修改、再试验、再修改的反复过程，最后才可以定型，生产销售。

相对于在产品设计初期的方案拟定、图纸绘制工作所耗费的人力、物力、财力，在设计进入验证阶段的反复试验评价和改进样品的费用可谓是天壤之别。

然而，CAE技术已在国外大型汽车企业中广泛应用，用以降低成本，缩短新车开发周期，应对瞬息万变的汽车市场需求，我国大部分汽车企业也都接触到CAE的研发工具，但应用的能力还不强，真正应用到产品研发中的企业还是很少，运用CAE软件进行分析的能力决定所开发产品的水平。

本文结合某微型客车车架结构，对其进行轻量化以及耐撞性能优化设计，效果良好，得到厂家的肯定与应用。

各工况分析的模型采用基于该微型客车CAD模型的有限元模型，减少建模的误差，进行分析。

该车架的有限元模型如图1所示。

图1 车架有限元模型有限元分析软件采用ANSYS release7.0，模型采用四节点四边形壳单元，有少量三角形单元比例，单元尺寸6~8mm，单元数共计144943，节点数151124，点焊依据工艺流程规定的位置布置，车架模型中共有4458个焊点；材料属性依据企业提供的参数设置，E=203Gpa，ρ=7.89×10-6 kg/mm3，μ=0.31。

1 静力分析静力分析是在载荷作用点恒定，加载速度缓慢或者为零，加载量值缓慢变化或保持恒定情况下，计算结构的应力、应变、位移的过程，静力分析在设计过程中必不可少，它将提供结构在静力条件下的性能。

基于ANSYS的工程机械钢结构优化设计分析

基于ANSYS的工程机械钢结构优化设计分析摘要：文章介绍了工程机械钢结构的设计特点，并且结合有限元分析的基本思想以及物理力学等基本理论，对工程机械钢结构的设计与结构优化时的性能要求进行了细致分析，并且重点研究了工程机械钢结构在使用过程中对强度、刚度等方面的要求。

前言随着社会和经济在不断的进步和发展，人口的增加以及农村人口向城市流动以及公路的扩建，就会要求住房不断的增加以及不断增加的公路桥梁等工程的建设，在建房和公路桥梁的建设的过程中就会需要使用大量的工程机械进行建设和工作。

而工程机械大都是由钢结构制造的，而目前大多数的钢结构的形状和尺寸都是根据计算的结果，在计算的计算上乘以一个安全系数就得出所用钢结构的形状形式和尺寸的大小。

由于资源的短缺各个国家和企业都会考虑提高材料的利用率，这就需要设计合理的结构，在达到使用功能的基础上减少材料的使用，从而使整个设备的质量降低，也节约了设备的能源消耗量。

为了减少使用不同种类的钢结构进行实验的费用，我们可以使用仿真软件ANSYS对不同的工程机械机构进行仿真，最后得到工程机械钢结构的最优化。

1. 设计工程机械钢结构的特性要求我国最近几年的发展非常的额迅速，不管是住房还是道路桥梁的建设都在快速的发展中，这就需要使用机械设备来进行施工，在施工中的设备全部称为工程机械。

我们都知道工程机械主要是由钢结构、液压和电气控制部分和动力控制部分构成。

我们使用工程机械中最常见的架桥机最为对象进行研究，架桥机中最重要的机构就是钢结构，并以天车作为整个设备的传动部分，也是利用液压控制系统和电气控制系统联合使用的，架桥机的钢结构类似于人类的骨骼，是架桥机完成施工的最重要的结构，钢结构是否能够满足使用要求和安全要求是影响整个作业安全性和人员安全性的重要因素，所以我们要对整个架桥机的钢结构进行受力性能分析。

在架桥机工作时先将混凝土梁运到制定的地方，然后通过架桥机的液压控制系统和电气控制系统来控制架桥机的钢结构部分将混凝土梁抬放到相应的位置，在这个工作工程中钢结构的安全性是非常重要的，如果钢结构的质量不合格不仅会造成财产的重大损失还会造成工作人员的重大伤亡。

基于ANSYS高空作业车吊臂结构的有限元分析

内容摘要城市化建设的飞速发展，城市的高层建筑群越来越多，对适合于此类建筑物施工的高空作业车设备需求量与日俱增。

作业臂是高空作业平台的重要承载部件之一，也是整机结构强度相对薄弱的部分，其力学性能对机械的正常运转有直接影响，为了保证工作人员高空作业时的人身安全，其作业臂有着严格的设计要求。

针对此问题，在对其结构进行详细分析的基础上，可以利用ANSYS软件与CAD软件的数据交换功能，将AutoCAD软件中建立的作业臂的三维几何模型导入ANSYS中, 选择solid92实体单元，利用ANSYS强大的网格划分功能，分析作业臂的结构和受载特点，建立有限元模型进行作业臂结构的强度和刚度分析，确定危险截面或危险点得应力分布及变形，找出结构设计中的不合理因素，对作业臂模型的截面尺寸形式进行了合理的优化设计，以达到节约材料，节省成本，并保证作业臂的安全系数。

关键词: 高空作业车作业臂有限元分析截面ANSYSAbstractWith the rapid development of urbanization, The urban architecture is to be more and more, which demand more and more the appropriate equipment for the construction of such buildings. Telescopic boom is one of an important bearing component in Aerial Work Platform, and also is relatively weak machine parts, whose mechanical properties has a direct impact on the normal operation of the machine. It is necessary and important to research the mechanical properties of the working arm in the design field of aerial working platform for ensuring the person safety in aerial working.In this situation, based on the detailed analysis of working arm structure, and then the 3D geometry model has been made in the platform of AutoCAD, the model was imported into the ANSYS. Making use of the solid element solid92 and powerful gridding partition ability of ANSYS and then using the function to analyze the structure of the working arm and the load characteristics of the operating arm. To establish the finite element model of the structure is to analyze strength and stiffness, which will determine the dangerous section or dangerous point and deformation to identify the unreasonable factors of the structural design. The overall performance will be improved. The plate thickness is optimized to reduce the material and the cost and to ensure the safety factor of the operating arm.Key words: Aerial working platform Working arm Finite analysis Section Ansys第1章绪论1．1课题的研究背景与意义工程机械广泛应用于经济建设的各部门，在整个经济发展中占有十分重要的地位。

基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析与优化设计

基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析与优化设计摘要ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。

因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。

传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。

目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。

.本设计是基于ANSYS 软件来汽车传动轴行分析。

与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。

设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。

对零件的设计和优化有很大的参考作用。

正是因为上述优点，我在本设计中运用UG 来建立三维模型。

再将此模型导入ANSYS 软件来对其进行分析。

关键词：传动轴，三维建模，ANSYS，动静态分析A b st r ac tANSYS (f i n i t e e l e m e n t) package i s a m u l t i-p ur po s e f i n i t e e l e m e n t method for computer des i gn program that can be used to s o l ve the structure, fluid, e l ec tr i c i ty,e l ec tr o m ag n et i cf i e l ds and co lli s i on problems. So it can be applied to the followingi ndus tr i es: aerospace, au tom o t i v e,bi o m ed i ca l,b r i dge s,c on s tr uc t i on,e l ec tr o ni cs,h ea vy machinery, mi cro-el e ct r o m echa ni ca l systems, sports equipment and so on.Tr an s mi ss i on s h a f t i s the most common a r egu l a r part, the part structure i s s i m p l e, convenient o pera t i on,high pr ec i s i on, low pr i c es, it has been w i d e l y used. At pr ese n t, many have made the appro pr i at e Tr an s mi ss i on s h a f t i mpr o v e m e n t s,it has been gr ea t l y enhanced app li c a bi li ty.The des i gn i s based on ANSYS s o f t ware to Tr an s m i ss i on s ha f t by the line of s p i nd l e. Compared with the tr adi t i on a l c a l cu l at i on,computer-based f i n i t e e l e m e n t an a l y s i s method can be f a s t er and more accurate r es u l t s.Set the correct m o de l,dividing the right grid, and set a reasonable s o l ut i on process, an a ly t i ca l m o de l can ac curat e l y access t h e various parts of the stress and de f o r m at i on r es u l t s. On the part of the des i gn a ndop t i mi za t i on has great r ef ere n c e.It i s because of these advantages, the use of this des i gn in my UG to crea t et h r ee-di m e ns i on a l model Tr a ns m i ss i on s h a f t. Then this model was i n tr o duce d by t h e ANSYS s o f t wa r e to i t s line of a n a ly s i s.Key Words: Tr an smiss i on s h af t，t h r ee-d i me n si on al mo d e li ng，ANSYS，d y n am i c and s t a t i c a n al y s i s目录摘要........................................................................................................................... ... - 1 -Abs tr ac t ............................................................................................................................. -2 -目录........................................................................................................................... ... - 2 -第 1 章绪论..................................................................................................................... - 4 -1.1 选题的目的和意义............................................................................................. - 4 - - 2 -1.2 选题的研究现状及发展趋势.............................................................................. - 4 -1.3 传动轴知识........................................................................................................ - 5 -1.4 传动轴的结构特点............................................................................................. - 5 -1.5 传动轴重要部件................................................................................................. - 6 -1.6 传动轴常用类型................................................................................................ - 7 -第2 章本课题任务和研究方法...................................................................................... - 8 -2.1 课题任务............................................................................................................ - 8 -2.2 分析方法............................................................................................................. - 8 -3.3 本课题的研究方法............................................................................................. - 9 -3.4 有限元方法介绍................................................................................................ - 9 -3.4.1 概述.................................................................................................................. - 9 -3.4.2 基本思想......................................................................................................... - 9 -3.4.3 特点................................................................................................................ -10 -3.5 ANSYS 软件简介............................................................................................. -11 -第4 章确定汽车传动轴研究对象和UG 建模............................................................. -12 -4.1 确定汽车传动轴研究对象概述........................................................................ -12 -4.2 汽车传动轴（变速箱第二轴）的3D 建模设计............................................. -14 -4.2.1 进入UG 的操作界面............................................................................ -14 -第5 章汽车传动轴的有限元分析................................................................................ -21 -5.1 有限元分析的基本步骤............................................................................ -21 -5.2 有限元分析过程与步骤........................................................................... -22 -5.2.1 转换模型格式........................................................................................ -22 -第六章总结和传动轴的优化设计分析........................................................................ -41 -结论........................................................................................................................... ..... -41 -参考文献........................................................................................................................ -42 -致谢........................................................................................................................... ... -43 -第1 章绪论1.1 选题的目的和意义随着计算机技术的日益普及和FEA 技术的蓬勃发展，人们已经广泛采用计算机有限元仿真分析来作为传动轴强度校核的方法。

基于ansys结构优化

题目：基于ansys的悬臂梁机构优化专业：班级：学号：姓名：2014年1月绪论在钢结构工[程中，钢材的用量是非常巨大的，这其中不免会存在材料安全储备太高，过于浪费的情况。

如何在保证结构安全的情况下，减少钢材用量，降低成本，这正是本文研究的意义所在。

结构优化设计是在满足各种规范或某些特定要求的条件下，使结构的某种指标(如重量、造价、刚度或频率等)达到最佳的设计方法。

该方法最早应片j在航空工程中，随着计算机的快速发展，很快推广到机械、土木、水利等工程领域。

它的出现使没计者从被动的分析、校核进入主动的设计，这是结构设计上的一次飞跃。

ANSYS作为大型工程汁算软件，其模拟分析功能非常强大，掌握并使用ANSYS对结构进行模拟、计算、优化，对提高材料利用率、减少成本，是很有效的。

本文基于ANSYS的结构设计优化，在ansys workbench中对悬臂梁结构进行优化。

1问题描述一根悬臂梁长度为300mm，高度为15mm，宽度为40mm。

材料为结构钢，弹性模量E=200Gpa，泊松比u=0.3，屈服极限δ=250Mpa。

悬臂梁一端固定，另一端施加有垂直于悬臂梁90N的力。

假设悬臂梁高度10为变直径，垂直于悬臂梁的90N为变力进行优化设计，以得到尽量小的质量，同时合理的的安全系数。

几何模型如图1所示。

其中，悬臂梁高度及受力为变量，高度范围从10mm到20mm，力范围从70N到110N。

安全系数为2以上，悬臂梁质量尽可能小。

图1 几何模型图2 一端受固定约束图3 另一端受90N力2优化步骤2.1最初的分析结果最初的质量为1.413kg，最初的3张图显示当悬臂梁的高度为15mm，端部受力为90N的结果，明显安全系数过大。

图4等效应力图5总变形图6安全系数2.2设置输入输出参量2.2.1输入参量悬臂梁高度，悬臂梁端部受力悬臂梁高度和悬臂梁端部受力需要定义为变量。

首先从主界面打开Design Modeler，然后展开XYplane，接着点亮Sketch1。

基于ANSYS的汽车车架的建模与模态分析

用
ＺＨＯＮＧＰｅｉ－ｓｉ，ＺＨＡＯＤａｎ，ＳＵＮＸｕｅ－ｙａｎ，ＷＥＩＱｕｎ
（ＳｈａｎｄｏｎｇＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５１０，Ｃｈｉｎａ）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" 【摘要】应用ＡＮＡＳＹＳ软件直接建立某轻型载货汽车车架实体模型，并进行模态分析，得到其
２模态计算与分析
于发动机的怠速频率２５Ｈｚ，不易发生共振；（２）发动机常见工作频率范围为（４８￣６５）Ｈｚ，车架第三阶频
率５２．２３７落在范围之内，此时车架易与发动机发生共振。车架第三阶模态振型，如图２所示。
由振动力学可知，固有频率和振型均取决于系统的Ｍ阵和
图１车架有限元模型Ｆｉｇ．１Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｃｈａｓｓｉｓ
＊来稿日期：２００７－１０－２２
第６期
钟佩思等：基于ＡＮＳＹＳ的汽车车架的建模与模态分析
－５３－
松比为０．３，材料密度为７８００ｋｇ／ｍ３。网格生成控制采用智能网格划分，单元划分尺度控制为９。最后划分网格得到车架有限元模型。共划分网格单元１１５４６２个，节点４１７４１个。车架有限元模型如图１所示。利用该有限元模型，对车架进行模态分析。
Ｔｈａｔｃａｎａｖｏｉｄｒｅｓｏｎａｎｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｏｐｔｉｍｕｍｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｔｒｕｃｋ
ａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｏｆｆｅｒｅｄ．

基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究共3篇

基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究共3篇基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究1基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究随着汽车行业的快速发展，越来越多的汽车制造商在车辆设计中使用有限元分析技术来优化其设计。

车架结构作为汽车的基础组件，其性能直接影响整个车辆的安全性和稳定性。

因此，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究成为了汽车行业的热点问题。

首先，对车架结构进行有限元分析。

有限元分析是一种基于数值计算的工程分析方法，通过对车架结构进行建模、分析，可以预测车架在受力情况下的变形和应力分布，为车架结构的设计优化提供依据。

在分析过程中，需要考虑到汽车运行时架构所受的各种载荷，如重载、碰撞、悬挂等，并基于此建立合理的有限元模型，以获取准确的分析结果。

其次，在有限元分析的基础上，进行车架结构的拓扑优化。

拓扑优化是一种通过对物体表面进行材料、几何形状和边界条件的优化来减小物体质量而不牺牲其刚度或强度的过程。

在车架结构的拓扑优化中，需要变化车架结构的拓扑形状和尺寸，以达到最优的结构几何形状，并在不降低其强度和刚度的情况下降低其重量。

这些优化参数将被输入到有限元模型中，以验证优化方案的准确性和可行性。

最后，结合有限元分析和拓扑优化技术，开展实验研究。

实验研究是验证车架结构有限元分析和拓扑优化方案可行性的关键步骤。

通过对车架结构进行真实场景的测试和检验，可以检验分析结果和优化方案的准确性与可靠性，并对分析程序和拓扑优化技术进行改进和优化。

综上所述，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析和拓扑优化技术研究是目前汽车设计领域的热点问题。

这种技术的模拟和验证可以为车辆制造商提供更加精确、高效和经济的汽车设计方案，同时也可以促进汽车行业的发展和进步综合以上研究，基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析和拓扑优化技术是一种可行的方法。

基于ANSYS的起重机结构设计优化

基于 ANSYS的起重机结构设计优化摘要：随车起重机是指安装在汽车底盘上，在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的起重机械，又称随车吊，属于物料搬运机械，是众多起重运输机械中的一个分支。

对于随车起重机而言，其主要受力部件为底座、立柱、动臂、吊臂等，本文中主要以立柱及动臂为例介绍静态结构受力分析对结构进行优化的方法，此方法同样适用于机械行业的其他领域。

ANSYS Workbench的分析过程一般包括三部分：前处理模块、分析计算模块、后处理模块。

前处理模块主要由模型建立和网格划分组成；分析计算模块包括边界条件的设置、载荷的添加及求解等；后处理模块是有限元分析最重要的环节，它会对计算结果进行详细分析，从而得到结构的响应状态。

关键词：ANSYS;起重机结构;设计优化;引言桥式起重机是一种横架于车间、仓库和料场等室内上空物料吊运的专用物流设备。

一般桥架结构约占桥式起重机整机质量的60%70%，因此，它的结构参数往往直接决定了起重机的工作性能。

一直以来，桥架的结构设计普遍采用基于经典力学的半理论半经验的传统设计计算方法，由于计算工况多，分析复杂，工作量繁重，实际工程设计中，常采用加大安全系数的保守设计方法来补偿各种模型简化和假设带来的计算误差，致使桥架结构设计存在较大的余量，既浪费材料，又增加了制造成本。

1三维模型的建立及网格划分用Pro/E按使用要求实体建模后，需转为中间格式文件导入到ANSYS环境下，并对实体各零件定义单元类型和材料属性，这对尽可能的模拟实际工况有巨大的影响。

如对于模型较为复杂的情况，需先对模型进行简化后，并分别定义各部分的单元类型以完成网格划分，也可采用智能自由网格划分的方式进行划分，单元节点之间相互连接，且结构具有相互连续性，在具有倒角部位网格较密，而其他规则部分则较疏松。

在完成上述工作后，需进行载荷施加及边界条件的设置，在立柱下端连接处添加固定约束，在两铰接点处分别添加如二维图示的力载荷。

车辆工程毕业设计(论文)-基于ansys的平台式汽车大梁校正仪设计【全套图纸三维】[管理资料]

摘要车身校正是通过一定的外力将因事故损坏或疲劳损坏的部位修复到车辆出场时技术标准"状态“的过程。

汽车在人们的日常生活中起着不可或缺的作用，当然有使用就会有损坏，而且损坏的情况也越来越严重，从而一些专门的修复工具也随之产生—平台式汽车车身校正设备。

目前，国内普遍采用的车身校正设备主要有框架式和平台式，其中平台式较多。

这种设备较为先进，国内外制造的设备一般都采用这种形式，是国际间比较流行的一种车身校正设备。

平台式车身校正设备主要包括有举升支架，工作台，加力塔及其连接机构。

本设计的目的旨在对平台式汽车大梁校正仪的二维设计及三维虚拟设计进行探索和实践，为校正仪的设计提供参考。

全套图纸，加153893706本设计是通过对现有设备的调查研究，再结合自己的想法设计一台结构简单，使用方便的平台式汽车大梁校正设备。

本设计首先利用AutoCAD进行二维设计计算及校核，再利用三维建模软件CATIA对汽车大梁校正仪的整机进行虚拟建模，最后利用有限元受力分析软件ANSYS，对关键部件进行有限元分析。

虚拟设计中首先利用三维建模软件CATIA对大梁校正仪整体三维实体进行建模，然后将关键部位零件文件类型另存为IGS格式，通过IGS格式将零件模型导入ANSYS进行有限元结构静力学分析，验证结果的可行性。

利用CATIA和ANSYS软件对平台式汽车大梁校正设备的设计开发完全是在虚拟的环境中进行的，通过更改技术参数就可以实现对设计方案的完善，缩短开发周期，提高设计质量和效率，降低研发成本。

这也是未来产品设计开发方法的发展方向。

关键字：大梁校正仪；结构设计；三维建模；虚拟装配；有限元分析ABSTRACTBody through certain correction is a force for accident damaged or fatigue damage repair to vehicles out of the technical standards “state” in People's Daily life plays an indispensable role, of course, have use will have damaged, and the damage situation of also more and more serious, which some special repair tools generates - using automotive calibration present, the domestic car calibration equipment widely used are mainly frame type, including using more peaceful equipment, advanced manufacturing equipment both at home and abroad are usually use this form, is international popular a kind of body calibration body calibration equipment mainly include lifting stents, workbench, strength tower and its connection institutions.This design is based on the investigation and study of existing equipment, coupled with his own idea design a simple structure, easy to use and using car girders of calibration three-dimensional modeling software CATIA, finite element stress analysis software ANSYS, the whole car girders is corrective on virtual modeling,the key components in finite element , the 3d modeling software to beam is corrective CATIA overall three-dimensional entity is modeled,then will key parts parts file types save as IGS format,through the IGS formats will import ANSYS finite element part modeling statics analysis, structure of the feasibility of the results of the CATIA and ANSYS software using cars for the design and development of calibration equipment beam is completely in a virtual changing the technical parameters can be achieved on the perfect design scheme, shorten the development cycle, improve the designquality and efficiency, reduce the r&d is the future product design and development method development direction.Key words:Girders calibration apparatus；Structure design；3D modeling；Virtual assembly；Finite element analysis目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)研究背景 (1)研究的目的和意义 (1)课题研究的现状 (3)研究内容及研究方法 (4)研究内容 (4)研究方法 (4)承载式车身矫正原理介绍 (5)第2章大梁校正仪二维结构设计及校核 (6)简述平台式汽车大梁校正仪工作原理 (6)车身校正设备的特点 (6)车身校正设备的特点 (7)平台主要结构确定 (8)平台整体结构形式及基本组成 (9)平台表面设计 (10)选材 (10)平台支撑梁的校核 (10)平台后支撑架的主要结构确定 (12)平台后支撑架整体结构形式及基本组成 (12)平台支撑架的选材 (13)平台支撑架的校核 (15)拉塔的主要结构确定 (15)拉塔的主要结构形式及基本组成 (15)拉链固定装置的设计 (16)拉链转向装置的设计 (17)拉塔的选材 (18)拉塔的校核 (18)夹具的主要结构确定 (20)夹具的主要结构形式及基本组成 (20)夹具基座的主要结构 (21)夹具基座的选材 (21)夹具升降调节块的主要结构 (22)夹具升降调节块的选材 (22)夹钳体的主要结构 (22)夹钳体的选材 (23)夹钳体的校核 (23)螺栓与螺母的选侧 (24)举升臂的主要结构确定 (25)举升臂的主要结构 (25)举升臂的选材 (25)举升臂的校核 (25)第3章大梁校正仪的三维结构设计 (27)CATIA软件简介 (27) (28)平台的三维建模 (28)后支架的三维建模 (30)夹具基座的三维建模 (31)夹钳体的三维建模 (31)利用CATIA进行三维虚拟装配 (32)CATIA装配功能概述 (32) (33)CATIA整机装配图及爆炸图 (37)本章小结 (38)第4章大梁校正仪的有限元分析 (39)ANSYS有限元分析软件介绍 (39) (39) (39)ANSYS与CATIA接口的建立 (39) (42) (42) (48) (54) (60) (65)结论 (72)参考文献 (73)致谢 (74)附录A (75)附录B (80)第1章绪论1.1研究背景由于汽车拥有量的不断增多，汽车使用过程中的损伤是不可避免的，如何使损伤后的汽车恢复良好的状态，一直是汽车维修行业的主体努力的主题。

基于ANSYS的车架结构优化设计

1.3 本文的主要研究内容
本文以某运油车的车架为研究对象，运用 CATIA 软件对车架模型进行简化与建立，利用 ANSYS 对车架进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束。对车架进行包括弯曲工况、扭转工况、急减速工况、急转弯工况的静态分析，对位移图与应力图进行分析，为提高车架与整车的设计水平提供了理论基础，对提高安全性与节能提供了理论价值。同时也对车架进行了模态分析，得出固有频率与振型图，提高整车的设计水平，对提高乘坐舒适性与避免共振提供了理论支持。
2 基于 CATIA 与 ANSYS元分析分为三个阶段，即前处理是对几何模型划分网格，建立能够求解的有限元模型；处理是施加作用力，进行自由度约束，建立边界条件进行求解的过程；后处理是使用户查看求解分析结果，分析计算问题的实质，方便后期研究分析。（1）有限元法的分析步骤有限元求解问题的基本步骤包括： ① 结构离散化。 ② 选择位移模式。 ③ 分析单元的力学特性。 ④ 把所有离散单元的平衡方程整合成一个整体平衡方程。 ⑤ 由平衡方程求解节点位移。 ⑥ 计算单元应变和应力。（2）有限元法的特点 ① 对复杂几何构形的适应性单元具有良好的空间性，并且具有不同的形状与连接方式，在实际的应用领域中许多繁琐复杂不规则的结构都可以进行网格划分建立有限元模型。 ② 对各种物理问题的适用性由于场函数形式并未受到限制，因此适用于各种力学，电磁学等有关问题，而且还可以用于相互耦合的各种物理有关的问题[7]。（3） ANSYS 单元库体系 ANSYS 单元库体系中有对各种问题分析时所需的单元类型，每种单元类型都有一个特定的标识，例如，SOLID45，SHELL28，BEAM24 等单元类型，其数字表示编号，数字前面的是表示单元类型的前缀[9]，SOLID 表示实体单元，SHELL 表示壳单元，BEAM 表示板单元。主要类型见表 2.1。

基于ANSYS的汽车结构轻量化设计

2005年6月农业机械学报第36卷第6期基于ANSYS 的汽车结构轻量化设计赵　韩　钱德猛【摘要】　建立了基于A N SYS 的某型号半挂车车架的有限元模型,并且进行了模拟实际工况的应力计算和试验验证。

从有限元分析结果出发,形成了优化设计的数学模型,通过计算提出较为合理的车架轻量化设计方案。

关键词:车架　有限元法　优化设计中图分类号:U 463.32文献标识码:AResearch on Lightweight Design of Automobile Structure Based on ANSYSZhao Han Qian Demeng (H ef ei Univer sity o f Technology )AbstractThe kind of finite element model o f the frame o f a semi-trailer w as established based on ANSYS and stress calculation and ex periment validation simulating the actual wo rking conditions w er e perform ed .Then the math mo del of optim al design was form ed fro m the analysis result of finite element m ethod .In the end the relativ e r easonable pr oject of lightw eight desig n w as put fo rw ard thro ug h calculation.The result prov ided certain g uidance function not o nly for the technicians of the facto ries but also fo r the users of the ANSYS.Key words Fram e ,Finite element method ,Optimal design收稿日期:20031110赵　韩　合肥工业大学机械与汽车工程学院　教授　博士生导师,230009　合肥市钱德猛　合肥工业大学机械与汽车工程学院　博士生引言汽车结构的轻量化对汽车节能和环保都具有重要的意义。

基于ANSYS Workbench的某汽车车架轻量化设计

基于ANSYS Workbench的某汽车车架轻量化设计李稳迪;刘大龙;张瑞;张凯;施伟辰【摘要】汽车车架是汽车的关键零部件之一,其作用是支承发动机、变速器、车身等结构,并接受来自发动机的动力,保证汽车的安全行驶.通过solidworks三维建模软件建立该汽车车架的实体模型,并利用ANSYS Workbench软件对其进行有限元分析,得出车架在弯曲工况、扭转工况及制动工况下的变形及应力分布情况.结果表明,该车架的强度远远低于材料的极限强度,满足使用要求,并且在轻量化方面具有较大的提升空间.文章通过结构优化设计,重新建立模型,使得车架自重比原来降低27.5%,实现了轻量化的目标,有利于节能环保.最后,对新模型进行了模态分析,得到其固有频率和固有振型,为车架的改进和优化提供参考依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)018【总页数】4页(P51-53,60)【关键词】汽车车架;有限元分析;轻量化;模态分析【作者】李稳迪;刘大龙;张瑞;张凯;施伟辰【作者单位】上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306【正文语种】中文【中图分类】U463.32Abstract:Frame is one of the key components of the automobile, its role is to support the engine, transmission, body and other structures, and accept the engine to pass it to the power to ensure the safe driving. The 3D solid model of the automobile frame is established by solidworks software, and the finite element analysis is carried out by using ANSYS Workbench software. The deformation and stress distribution of the frame under bending, twisting and braking are obtained respectively.The results show that the strength of the frame is much lower than the ultimate strength of the material, satisfying the requirement of use, and has a large lifting space in light weight. The paper through the structural optimization design,re-establish the model, making the frame weight reduce 27.5% than the original,and achieving the purpose of lightweight,which is conducive to energy conservation and environmental protection. Finally, the modal analysis of the new model is carried out to obtain its natural frequency and vibration mode, which can provide reference for the imporvement and optimization of the frame.Keywords: automobile frame; finite element analysis; lightweight; modal analysisCLC NO.: U463.32 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)18-51-04 随着经济的增长和生活水平的改善，人们对汽车的使用越来越频繁，汽车的生产数量不断上升，节能环保已然成为当今社会发展的主流。

基于ANSYSWorkbench优化高空作业车支腿结构

基于ANSYS Workbench优化高空作业车支腿结构发布时间：2021-04-02T02:37:06.554Z 来源：《中国科技人才》2021年第5期作者：李金柱[导读] 制定有限元分析方案，确定边界条件，对原支腿模型及取消加强板后的支腿进行有限元分析。

徐州海伦哲专用车辆股份有限公司江苏徐州 221004摘要：高空作业车具有作业效率高、升空便利、机动性强、作业范围大、机械强度高等优点，其市场需求量近年来正急速增长。

支腿作为高空作业车的重要支撑部件，不仅需要足够的刚度和强度，还应避免支腿加工困难及过于笨重。

本文通过ANSYS Workbench虚拟分析和对比整改方案效果，得出高空作业车支腿结构优化方案。

关键词：ANSYS有限元分析支腿结构；支腿结构优化引言为保证足够的支腿强度，目前支腿内部设置了加强筋板，在焊接加强筋板时容易产生支腿变形且焊后不易调平，因此有必要进一步优化支腿结构。

由于该加强筋板处于水平腿的搭接段，为节约成本及考虑便于生产加工，现提出初步解决方案（如图1所示）：将上下盖板由10mm厚增加为12mm厚，并取消内部加强筋板。

为保证产品安全、性能可靠，本文通过ANSYS Workbench有限元软件分析和对比解决方案对支腿刚度和强度的影响，以确定解决方案的可行性。

1、整体分析思路1）制定有限元分析方案，确定边界条件，对原支腿模型及取消加强板后的支腿进行有限元分析。

2）通过对分析结果的后处理，得出各部分应力分布情况和位移大小，对比结果制定具体改进方案。

3）对改进后的支腿进行有限元分析，对比两者分析结果，得出结论。

2、有限元分析2.1、模型前处理为方便计算保证计算结果的准确性，我们对模型进行合理的简化（如图2所示）：删除螺纹孔安装孔、倒角、部分垂直腿、填充焊缝并保留了对截面影响较大的孔。

在支腿与活动腿箱接触处增加垫块以模仿腿箱。

对模型进行离散化处理，主要采用solid186、solid187单元，设置整体网格为尺寸为20mm，上下盖板、侧板、加强版（条）、垫块进行网格细化，保证其在厚度的方向使用有不少于两层网格。