基于ANSYS的平台式汽车大梁校正仪设计

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。

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” process.Car 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 equipment.At present, the domestic car calibration equipment widely used are mainly frame type, including using more peaceful desktop.This equipment, advanced manufacturing equipment both at home and abroad are usually use this form, is international popular a kind of body calibration ing 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 ing 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 analysis.Firstly, 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 ing CATIA and ANSYS software using cars for the design and development of calibration equipment beam is completely in a virtual environment.By changing the technical parameters can be achieved on the perfect design scheme, shorten the development cycle, improve the design quality and efficiency, reduce the r&d costs.This 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)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的和意义 (1)1.3 课题研究的现状 (3)1.4 研究内容及研究方法 (4)1.4.1 研究内容 (4)1.4.1 研究方法 (4)1.5 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)2.1 简述平台式汽车大梁校正仪工作原理 (6)2.2 车身校正设备的特点 (6)2.3 车身校正设备的特点 (7)2.4 平台主要结构确定 (8)2.4.1 平台整体结构形式及基本组成 (9)2.4.2 平台表面设计 (10)2.4.3 选材 (10)2.4.4 平台支撑梁的校核 (10)2.5 平台后支撑架的主要结构确定 (12)2.5.1 平台后支撑架整体结构形式及基本组成 (12)2.5.2 平台支撑架的选材 (13)2.5.3 平台支撑架的校核 (15)2.6 拉塔的主要结构确定 (15)2.6.1 拉塔的主要结构形式及基本组成 (15)2.6.2 拉链固定装置的设计 (16)2.6.4 拉塔的选材 (18)2.6.5 拉塔的校核 (18)2.7 夹具的主要结构确定 (20)2.7.1 夹具的主要结构形式及基本组成 (20)2.7.2 夹具基座的主要结构 (21)2.7.3 夹具基座的选材 (21)2.7.4 夹具升降调节块的主要结构 (22)2.7.5 夹具升降调节块的选材 (22)2.7.6 夹钳体的主要结构 (22)2.7.7 夹钳体的选材 (23)2.7.8 夹钳体的校核 (23)2.7.8 螺栓与螺母的选侧 (24)2.8 举升臂的主要结构确定 (25)2.8.1 举升臂的主要结构 (25)2.8.2 举升臂的选材 (25)2.8.3 举升臂的校核 (25)第3章大梁校正仪的三维结构设计 (27)3.1 CATIA软件简介 (27)3.2利用CATIA进行三维建模 (28)3.2.1 平台的三维建模 (28)3.2.2 后支架的三维建模 (30)3.2.3 夹具基座的三维建模 (31)3.2.4 夹钳体的三维建模 (31)3.3 利用CATIA进行三维虚拟装配 (32)3.3.1 CATIA装配功能概述 (32)3.3.2装配的CATIA零件图 (33)3.2.3 CATIA整机装配图及爆炸图 (37)3.4 本章小结 (38)第4章大梁校正仪的有限元分析 (39)4.1 ANSYS有限元分析软件介绍 (39)4.1.1ANSYS软件简介 (39)4.2 ANSYS与CATIA接口的建立 (39)4.3利用ANSYS对主要零部件进行分析 (42)4.3.1定位夹具卡钳体的有限元分析 (42)4.3.2夹钳体受侧向力的有限元分析 (48)4.3.3后支架的有限元分析 (54)4.3.4前支架的有限元分析 (60)4.3.5举升臂的有限元分析 (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。

尤其是汽车车身由结构式向整体式发展，对汽车车身修理行业推出了越来越多的技术要求。

在汽车碰撞修理包括许多方面的知识，如车身矫正，喷漆、焊接，设备维修等。

许多维修设备生产厂家投入了大量的人力物力财力开发和研制车身矫正设备，取得了许多应我成果，并投入生产使用。

本课题在意识到车身校正维修中越发重要之后，经过老师仔细研究选择的，在本次设计也中，主要研究的是车身校正。

经过对市场多家汽车维修厂调查发现，有的仍然是靠维修技工的经验来进行校正工作。

有的采用已经使用了很久的陈旧设备，只有几家从国外引进了先进的设备并投入使用。

令我感到遗憾的是，有几家维修厂引进先进的设备却放置不用。

反而仍用原来的陈旧设备。

经过询问得知，维修工人认为新设备虽然先进，但是使用起来相当复杂，而且维修结果也相差无几。

带着这一问题，结合我的设计课题—平台式车身校正设备设计，我找到了我的指导老师—王强老师，一同研究了先进的进口设备之后，结合目前我国维修行业的现状，通过自己的思考和老师的指导，设计一台既能达到维修目的又操作简单方便易学易用的平台是车身校正仪。