基于ANSYSWorkbench减震器支架组有限元分析
基于ANSYS的车架有限元分析报告
汽车经过130多年的发展，安全与节能已成为汽车设计的重要容。
在汽车结构中，车架作为整车的基体和主要承载部件，具有支撑连接汽车各零部件和承受来自汽车、外各种载荷的作用，其结构性能直接关系到整车性能的好坏。
本文以某运油车车架为研究对象，运用CATIA软件对车架模型进行简化与建立，利用ANSYS软件对车架模型进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束，并对车架进行了弯曲工况、扭转工况、急减速工况、急转弯工况的静态分析，并分析位移与应力图，为汽车安全与节能设计提供了理论支持。
同时对车架也进行了模态分析，得出车架的固有频率与振型，提高整车设计水平，对避免共振与提高乘坐舒适性提供了理论基础。
关键字：车架,有限元，ANSYS, 静态分析，模态分析The automobile which has developed for 130 years, security and energy saving has become the leading content for automobile deign. Among the many complex structures in automobile, the frame of the vehicle is the basic part and the main bearing part. It has the function of connecting all parts of the vehicle together and subjecting various loads from inside and outside the vehicle. The performance of frame structure affects whether the automobile property is good or not.In this paper, the frame of a fuel tanker is studied. We simplify and establish the model of frame by CATIA. The parameter of the frame is defined. The model of frame is meshed by ANSYS. Add the force and freedom of the model of frame by ANSYS. The static analysis of the frame includes the situation of bending, torsion, barking and swerve by ANSYS. According to the figure of displacement and stress, it provide theoretical support for the automobile design of security and energy saving. At the same time, the modal analysis of the frame is also studied. Based on the frame of natural frequency and vibration mode, it provide theoretical basis for avoiding resonance and improving ride comfort and improve the level of vehicle design.Keywords: Frame, Finite element, ANSYS, Static analysis, Modal analysis目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 研究背景 (1)1.3 有限元法的应用与发展 (2)1.4 选题的目的与意义 (2)1.5 本文的主要研究容 (3)2 基于CATIA与ANSYS的车架有限元建模 (4)2.1 有限元法简介 (4)2.2 CATIA软件简介 (6)2.3 车架几何模型建立 (7)2.3.1车架几何模型简化 (7)2.3.2 车架几何模型建立 (7)2.4 车架有限元模型建立 (10)2.4.1 网格划分前处理 (10)2.4.2 车架有限元网格的划分 (10)3 车架有限元静态分析 (13)3.1 汽车车架刚度理论 (13)3.1.1 汽车车架弯曲刚度 (13)3.1.2 汽车车架扭转刚度 (13)3.2 车架载荷分类与处理 (13)3.2.1 静载荷 (13)3.2.2 动载荷 (14)3.3 车架工况的有限元分析 (14)3.3.1 满载弯曲工况 (14)3.3.2 满载扭转工况 (16)3.3.3 紧急制动工况 (18)3.3.4 紧急转弯工况 (19)4 车架有限元模态分析 (21)4.1 模态分析简介 (21)4.2 模态分析基本理论 (21)4.3 车架的模态分析 (22)4.4 车架模态分析结果评价 (27)结论 (29)致 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1 概述最初汽车的发展，通常运用经验判断和试验仿真进行结构分析。
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
基于ANSYSWorkbench减震器支架组有限元分析
TECHNIC FORUM/技术论坛2011/09基于ANSYS Workbench减震器支架组有限元分析Finite Element Analysis of Absorber Bracket Component Based on ANSYS Workbench 121胡顺安 孙博 王振凯HU Shun-an et al1. 山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 2656072. 三一重型装备有限公司 辽宁沈阳 110027摘 要：详细介绍了减震器支架组有限元分析时的模型前处理、边界条件设定及后处理等分析过程，并通过对减震器支架组的应力分析结果进行的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。
关键词：减震器支架组 有限元 应力分析Abstract Pre-process, boundary conditions, and post-process in the finite element analysis of the absorber bracket component were elaborated, by evaluating the stress analysis result of the absorber bracket component, the applicable condition of the absorber bracket component in different loads were analyzed.Key words absorber bracket component; finite element; stress analysis+中图分类号：U463.335.1.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)09-0070-021 前言根据市场反映，原先设计的减震器支架易从根部撕裂，后续产品可通过改进下推力杆支架和减震器支架的结构来满足产品的使用要求；但市场上已售出的产品因为下推力杆支架已经焊接在桥壳上，无法采用改进下推力杆支架的方式加以解决，急需返修，故提出采用改进减震器支架替代原减震器支架，并在局部采用加强筋，再将减震器支架和加强筋焊接在下推力杆支架上的返修方案。
基于ANSYS Workbench的边梁式车架有限元分析
图1车架三维模型图无阻尼模态分析是经典的特征值问题，动力学问题的运动方程为：结构的自由振动为简谐振动，即位移为正弦函数：2.2网格划分采用ANSYS Workbench中的Modal模块，把车架三维模型导入Modal模块进行网格划分时，对车架左右纵梁100多个装置用孔进行简化处理，进行自动网格划得到的网格效果如图2所示。
2.3模态分析结果式中，[M]是质量矩阵；[C]是阻尼矩阵；阵；{x}是位移矢量；{F(t)}是力矢量；{x′}是速度矢量；加速度矢量。
本文中以紧急制动工况下为例进行分析。
3.2紧急制动工况分析在汽车进行制动时模拟前轮抱死，后轮对Y方向与方向进行约束。
取动态系数为2.0，得到载荷为39300N匀加载在五个横梁上表面。
得到以下计算结果：车架最大应力发生在车架左前钢板弹簧支架体上，为71Mpa，横梁与纵梁以及加强板件接触位置应力在15Mpa左右，均满510L结构钢的力学性能。
在紧急制动工况下汽车车架不会破坏。
如图3-图5所示。
综上所述，车架在承受动载荷时，通过对满载弯曲、载扭转与紧急制动三个典型工况的分析得到车架最大受力部位发生在左前钢板弹簧支架体上为236Mpa可以满足车架力学性能要求。
4结论本文对车架三种典型工况下的动载荷进行了应力分析，对车架产生的应力，均满足材料力学性能，但在扭转工况下，车架横梁上的喇叭支架由于横梁的微变形其产生约结论。
由六阶模态下的车架变形云图可知，其最大变形多发生在左右纵梁与横梁的连接位置，建议通过对加固板件的设计来减小车架的变形，在不改变加固支撑板件的厚度条件下可以加大这些板件的长度与宽度，使他们能够承受更多的力，增加加固板件与左右纵梁的接触面积降低左右纵梁以及横梁所受到的压强进而降低车架的变形。
②ANSYS Workbench19.0的Static Structural模块对车架进行了静态分析得到了车架的受力云图，可以直观的得到车架最大受力位置，得到车架在最大受力位置仍然满足结构钢的力学性能。
基于AnsysWorkbench的支架静力学分析
1静力学分析概述机械设备在工业及人们生产生活中的应用日益广泛[1]，支架不作为机构运动中的关键运动件，但起到支撑和传递力的作用[2]，其性能的下降往往容易被忽视，但却对机器的整体性能产生很大的影响。
如机器人的本体支撑架，或是驱动单元支撑架，由于长期受力导致的变形或局部缺陷往往会引发一系列的设备故障，因此对于支架的仿真分析非常必要。
本次研究采用基于有限元仿真分析的Ansys软件[3，4]，对不同形式的支架受力情况进行参数化研究。
基于有限元静力学分析的思路已相对成熟，其仿真结果具有较高的参考意义。
本次研究为对机械结构的设计、设备受力分析及故障诊断提供一定的依据。
仿真它是使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目仿真项目整体的层次上表示的。
现如今随着我国的军事以及科学技术的突飞猛进的发展，仿真也越来越有受到重视，它已成为各种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段，尤其是在航空航天领域，仿真技术也是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段，可以取得很高的经济效益。
在研制、鉴定和定型全过程都必须全面地应用先进的仿真技术。
否则，任何新型的、先进的飞行器和运载工具的研制都将是不可能的。
2仿真分析方法对于支架的力学仿真分析，可以通过机械建模软件建立之间的三维模型，然后在AnsysWorkbench中基于有限元分析理论进行仿真分析和求解计算。
2.1机械建模软件Solidworks Solidworks创建了有限元分析所需的三维立体模型,其采用基于特征的建模方式，常见的特征包括拉伸，旋转，镜像，阵列及扫描放样等。
Solidwork用来机械建模有三大模块，可以绘制零件并且将零件装配，绘制相应的工程图[5]。
在零件建模中，通过特征的组合实现对特定结构尺寸的模型建立，在装配体模式中，通过不同的配合形式将零件体装配，配合的本质是限制相应零件的自由度，从而实现装配。
对非标零件进行加工生产时需要绘制工程图，Solidworks的工程图绘制模块可以直接生成各视角的视图并进行标注，对关键尺寸标注公差，并进行表面精度要求[6]和技术要求的书写，对于热处理形式，材料选择以及圆角处理等工艺要求均可在工程图中进行标注。
基于ANSYSWorkbench车架的有限元分析和轻量化研究
基于ANSYS Workbench车架的有限元分析和轻量化研究作者：赵艳梅郑艳萍来源：《科技风》2018年第34期摘要：本文基于ANSYS Workbench仿真平台，以云南红塔金麒麟、玉麒麟系列卡车车架为研究对象，实现对车架的静力学分析和轻量化研究，为车架的设计和优化提供参考。
关键词：有限元建模；静力学分析；轻量化设计随着社会对节能减排的要求越来越高，汽车的轻量化已成为汽车领域的重要发展方向之一，而车架是汽车的重要部件之一，约占据着汽车重量的1/10，因此车架便成为汽车轻量化的首要目标。
1 车架的有限元建模有限元建模是有限元分析过程中的第一个重要步骤，本文采用 ansys Workbench 15.0版本，对云南红塔金麒麟、玉麒麟系列卡车车架进行有限元分析。
车架采用的材料为Q345，该车架全长6924mm，轴距3500mm，前端宽835mm，后端宽745mm，由左右2根纵梁和8根横梁组成，是一个典型的边梁式结构。
基于相关建模原则和网格划分方法，依次实现了：1车架几何模型的建立-考虑到车架结构的复杂性，为了提高建模效率，本文选用建模功能强大的SolidWorks软件建立几何模型；2单元类型的选择-车架纵、横梁建立为面模型，吊耳结构建立为实体模型，悬架系统采用弹簧单元来模拟，Workbench自动识别后，分别采用SHELL181，SOLID186和COMBIN14三种单元进行模拟；3连接关系的模拟-在Workbench中，纵梁和横梁以及纵梁和吊耳均采用Bonded接触关系，而悬架系统采用弹簧单元模拟板簧；4有限元网格的划分-依据网格划分标准，并结合计算精度和成本，对车架进行了合理的网格划分。
通过这一系列过程，建立了车架的有限元模型，为后文的分析打下了良好的基础。
2 车架的静力学分析有限元法对车架进行静力学分析，可以得到车架在静态载荷下的变形和应力分布情况，并可预知车架的薄弱位置，为车架的设计和优化提供指导和参考。
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。
装配体的仿真所面临的问题包括：（1）模型的简化。
这一步包含的问题最多。
实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。
这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。
在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件，我们可以简化吗？如果可以简化，该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么，各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型？如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗？所有这些问题，都需要我们仔细考虑。
（2）零件之间的联接。
装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。
我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。
如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。
如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？（3）材料属性的考虑。
在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。
我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。
但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。
此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它是粘性的吗？它是脆性的吗？它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析
基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。
装配体的仿真所面临的问题包括：（1）模型的简化。
这一步包含的问题最多。
实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。
这些零件有的很大，如车门板；有的体积很小，如圆柱销；有的很细长，如密封条；有的很薄且形状极不规则，如车身；有的上面钻满了孔，如连接板；有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。
在对一个装配体进行分析时，所有的零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件，我们可以简化吗？如果可以简化，该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么，各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中，我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型？如果我们做了简化，那么这种简化对于结果造成了多大的影响，我们可以得到一个大致的误差范围吗？所有这些问题，都需要我们仔细考虑。
（2）零件之间的联接。
装配体的一个主要特征，就是零件多，而在零件之间发生了关系。
我们知道，如果零件之间不能发生相对运动，则直接可以使用绑定的方式来设置接触。
如果零件之间可以发生相对运动，则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。
如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近，我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？（3）材料属性的考虑。
在一个复杂的装配体中所有的零件，其材料属性多种多样。
我们在初次分析的时候，可以只考虑其线弹性属性。
但是对于高温，重载，高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。
此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料，它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它是粘性的吗？它是脆性的吗？它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件，对于每一个零件，我们都需要考察其各种各样的力学属性，这真是一个丰富多彩的问题。
ansys workbench有限元总结
2）热膨胀系数和传热系数在热载荷的时候才需要确定；
3）若要进行疲劳分析，则需要Fatigue Module add_on license。
6Workbench中对装配体定义的是对称接触，所谓不对称接触是指一个面为目标面，而另一个面为接触面，Байду номын сангаас之，当两面都为接触面或者目标面时则称为对称接触，因任何一边都可以渗透到另一边。Workbench中共有4种接触类型，分别是绑定（Bonded）、不分离（No-Separation）、无摩擦及粗糙接触。其中绑定和不分离接触是基础的线性行为，求解时仅需要迭代一次。无摩擦及粗糙接触是非线性行为，求解时需要迭代多次。需要注意：这都是基于小变形理论。
– 需要进行迭代（非线性）求解
•简单约束：simply supported
– 可以施加在梁或壳体的边缘或者顶点上
– 限制平移，但是所有旋转都是自由的
•约束转动：fixed rotation
– 可以施加在壳或梁的表面、边缘或者顶点上
– 约束旋转，但是平移不限制
9ANSYS疲劳计算以ASME锅炉和压力容器规范(ASME Boiler and Pressure Vessel Code)第三节(和第八节第二部分)作为计算的依据，采用简化了的弹塑性假设和Miner累积疲劳准则。
12.疲劳损伤积累理论（用于不定振幅载荷）
疲劳损伤积累理论认为：当零件所受应力高于疲劳极限时，每一次载荷循环都会对零件造成一定量的损伤，并且这种损伤是可以积累的，当损伤积累到临界值时，零件将发生疲劳破坏。疲劳损伤积累理论和计算方法很多，较重要的有线性和非线性疲劳损伤积累理论。线性疲劳损伤积累理论认为，每一次循环载荷所产生的疲劳损伤是相互独立的，总损伤是每一次疲劳损伤的线性累加，最具代表性的理论是帕姆格伦一迈因纳( Palmgren - Miner)定理。非线性疲劳损伤积累理论认为，每一次损伤是非独立的，每一次循环载荷形成的损伤与已发生的载荷大小及次数有关，其代表性的理论有柯尔顿( Corten)理论、多兰(Dolan)理论。另外还有其他损伤积累理论，但大多数是通过实验推导的经验或半经验公式。目前，应用最多的是线性疲劳损伤积累理论。
基于ANSYSWORKBENCH的油田车四种后悬架支架强度的分析毕业论文
摘要本文以油田车四种后悬架支架为研究对象，利用PRO/ENGINEER软件建模，在ANSYS-WORKBENCH环境中建立有限元模型。
对四种不同后悬架支架的原方案进行工况分析，分析其在不同危险工况下的受力情况，在WORKBENCH模块中进行静态线性分析，根据实际受力情况进行加载，并用不同的网格划分，分析在不同网格单元下，计算结果的差异。
并考察在不同危险工况下应力分布与变形情况，最后分析结果是否满足强度要求。
将其中一种支架在ANSYS 11.0的经典界面中进行计算分析，将计算结果与在WORKBENCH模块中计算的结果进行对比分析。
在分析四种支架在各种危险工况下的原设计方案强度的基础上，尝试提出各种改进方案，改进方案将有效降低其最高应力水平，并用有限元分析验证。
本文通过对四种原支架模型的结构和材料进行改进，使其实际最大应力都有了明显的降低。
关键词：有限元，强度，应力，后悬架支架AbstractThis article aims to study the four rear suspension bracket of oil car, using the software of PRO/ENGINEER to set up the model and lestablishing FEM model under ANSYS-WORKBENCH. Firstly, it will analyze the original plan of the four different rear suspension bracket and their suffering capability under different dangerous working conditions. Under the module of WORKBENCH, it is going to do a static analysis of linear structures. While stressing according to the actual suffering capability and dividing with different mesh, it is going to analyze the difference of the result under different mesh cell. Meanwhile, the stress distribution and distortion situation under different dangerous working condition would be examined. Finally, it will analyze whether the result will meet its request for intensity. Put one of the bracket into the classical interface－ANSYS 11.0－to analyze and the result is going to be compared with result getting from the calculation under the module of WORKBENCH. Based on the analysis of the original scheme of the four rear suspension bracket under all kinds of dangerous working conditions, it will try to point out improving schemes accordingly. The improving schemes will reduce its highest stress level effectively and be validated by FEM.According to its improving on the structure of the four original bracket model and its material, this paper, at the same time, has reduced its actual maximum stress obviously.Keyworks：FEM, intensity,stress，rear suspension bracket目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 课题来源与简介11.2 悬架系统的研究现状11.3 课题研究的容32 有限元法基本理论与模型建立42.1 有限元法的基本思想42.2 有限元理论解题的主要步骤52.3 有限元分析在汽车设计中的应用52.4 有限元空间单元理论简介72.5 建立实体模型的简介122.5.1. Pro/ENGINEER软件简介92.5.2.四种支架模型的建立142.6 本章小结163 四种后悬架支架的原方案的强度分析17 3.1 ANSYS软件简介173.2有限元模型的前处理183.2.1 导入后悬架支架的有限元模型183.2.2 设置单元属性与材料类型193.2.3 网格划分173.3 确定模型的边界条件173.4计算结果分析183.5.1 前支架的工况简介183.5.2 后支架的工况简介203.5.3 前、后滑块式支架的工况简介253.5.4 中间支架的工况简介253.6 四种后悬架支架的强度计算263.6.1 前支架的强度计算263.6.2 后支架的强度计算263.6.3 前、后滑块式支架的强度分析303.6.4 中间支架的强度分析363.7 ANSYS经典界面与WORKBENCH计算结果的对比分析383.8 本章小结394. 四种后悬架支架改进方案的强度分析364.1前支架的改进方案与强度计算364.2 后支架的改进方案与强度计算444.3 前、后滑块式支架的改进方案与强度计算464.4 中间支架的改进方案与强度计算484.5 本章小结495.总结和展望515.1总结475.2 展望47致49参考文献501 绪论1.1课题来源与简介本课题《基于ANSYS-WORKBENCH油田车四种后悬架支架强度分析》来源于东汽车悬架支架连接着车架和钢板弹簧，如图1.1所示，是汽车上的主要连接和承载构件，它承担了大部分的连接和承载任务，同时也承受巨大的载荷和周期性应力[1]。
基于Ansys workbench康复训练支架的有限元分析
科学技术创新2021.05基于Ansys workbench 康复训练支架的有限元分析蒋志(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232000)1概述由于中国经济的高速发展，人们生活水平的提高，私家车以及各种交通工具迅速增加，因交通事故造成的下肢损伤的患者也越来越多，以前的传统康复训练主要是依靠医疗师的工作经验，多数是靠徒手完成康复训练的。
但是随着下肢运动功能障碍患者的人数逐年增加，仅仅依靠医疗工作人员帮助下肢损伤的患者进行康复训练，不仅工作强度大，而且训练周期长。
并且很多国家都面临着医疗资源设备的短缺，对于康复训练设备的需求也日益增加，因此，设计一款合理的康复训练设备，必然可以提高康复治疗的效率，缩短治疗时间。
康复训练设备主要被用来帮助患者实现各种运动功能的康复训练，比如上肢运动训练和下肢运动训练。
有医学研究表明，有规律的、科学的进行康复训练是可以帮助下肢损伤的患者恢复基本行走能力的重要手段，对于家庭乃至社会都有着非同凡响的现实意义。
张宵[1]对减重支撑系统结构进行了设计，该结构基本满足减重需求。
王文龙[2]设计了一种新型减重结构，能够满足使用者在不同要求下的减重康复训练。
张启国[3]设计了一款自主控制的减重系统，可以满足基本的减重步行康复训练的需求。
韩朝慧[4]详细介绍了康复机器人的减重系统并验证了可以实现恒力减重。
王婷[5]设计了减重系统控制器，可以根据患者的康复程度选择合适的减重力。
在此基础上，本文设计了一款康复训练装置，帮助下肢损伤的患者进行康复恢复训练，由于康复训练支架是主要的受力部件，为避免康复训练支架在使用过程中发生断裂，因此需要对康复训练支架进行有限元分析，通过分析结果显示本结构可以满足使用者的使用要求。
2康复训练装置的设计减重康复训练目前是国内外应用最多并且治疗效果最明显的一种康复训练方式，现在已经得到了国内外康复治疗的普遍认可。
其康复训练的效果也是非常的好，在能够实现为下肢损伤的患者减重的同时，也可以帮助下肢损伤的患者进行康复训练。
基于ANSYS workbench电动轻卡总成悬置系统支架结构的分析
10.16638/ki.1671-7988.2018.13.002基于ANSYS workbench电动轻卡总成悬置系统支架结构的分析杨含笑，童芸，赵文虎，杨军锋，陈英宏（陕西汽车控股集团有限公司，陕西西安710200）摘要：文章以某款电动载货车动力总成悬置系统优化为研究对象，利用结构分析软件ANSYS workbench对两种不同布置形式悬置系统进行了结构强度、模态分析，并结合整车的NVH对动力总成悬置系统支架的模态要求，选择出合理的一套动力总成悬置方案，提升了整车的NVH性能，研究内容对工程具有实际指导意义。
关键词：动力总成悬置；结构强度；模态；NVH中图分类号：U467文献标识码：A文章编号：1671-7988(2018)13-07-03Analysis of the power assembly suspension system bracket structure forlight-trucks based on ANSYS workbenchYang Hanxiao, Tong Yun, Zhao Wenhu, Yang Junfeng, Chen Yinghong( Shaanxi Automobile Co. Ltd, Shaanxi Xi’an 710200 )Abstract: This article makes a electric vehicle power assembly suspension system optimization as the research object, using the structural analysis software ANSYS workbench analyzed the rate of structural strength, modal of two different layout forms of suspension system, and combined with NVH on vehicle power assembly suspension system requirements, to choose a power assembly suspension scheme to enhance the NVH performance of the vehicle, the research content has practical guiding significance to engineering.Keywords: power assembly suspension; structural strength; mode; NVHCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)13-07-03引言电动载货车属于新能源汽车，作为重要的物流运输车辆，其在应对城市环境污染、能源危机方面有着巨大的优势，由于物流行业的快速发展，城市和城郊对电动轻卡的需求量日益增长。
基于ANSYS—workbench的液压支架立柱的有限元分析
基于ANSYS—workbench的液压支架立柱的有限元分析作者：程锦翟萌萌来源：《中国科技博览》2019年第03期[摘要]本文根据ZY8000/16/30型掩护式液压支架立柱，用两种方法校核立柱的稳定性。
第一种是通过理论计算得到立柱的安全系数，从而知道立柱的稳定性。
第二种是利用有限元分析软件ANSYS-Workbench 对立柱进行1.2倍中心载荷强度和缸内膨胀压力均布载荷分析，得到了整个支柱的受力与变形位移情况，不仅得到立柱的安全系数，还能为下一步的立柱优化设计供理论依据。
[关键词]液压支架；立柱；有限元分析中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）03-0126-011模型的建立ZY8000/16/30型液压支架的立柱的基本参数有，立柱的额定供液压力F1=31.5MPa，立柱的额定工作压力F2≤44MPa，立柱初撑力F3=3206KN，额定工作阻力F4≤4500KN，行程S≤1300mm。
缸体材料为27SiMn无缝钢管，抗拉强度σb=980MPa，屈服强度σs=835M Pa。
材料的许用应力[σ]=196MPa。
由于立柱结构复杂，需要对该立柱进行结构简化，去除影响小的倒角、小孔以及不受力的附件通液管、管座等，最后得到的简化后的立柱截面几何模型。
2立柱稳定性分析参照双伸缩立柱的受力状态[4]，可将立柱简化为一个受纵向载荷作用并通过端面形心或偏离形心，具有变断面和初挠度的纵向弯曲梁，其简单的力学模型如图1所示。
轴向载荷F分别作用于立柱上下两端面，活柱中心线与水平中心线夹角为α，外缸中心线与水平中心线夹角为β；立柱缸壁重合段为P2，P4，其余部分为P1P3P5，对应各段惯性矩为I1I2I3I4I5，其中由此力学模型分析立柱受力情况（1）当轴向载荷与立柱中心线不重合产生轴向压力。
（2）在轴向压力下，立柱产生横向的附加弯矩。
（3）当立柱内充满液压油，外缸与中缸收到液压涨力立柱细长比影响临界载荷。
基于ANSYS Workbench的汽车悬架系统的仿真分析
车辆工程技术41车辆技术0 引言 NVH性能是用户对汽车品质最直观的感受。
悬架系统是保证汽车稳定性与操纵性的重要零部件，对汽车NVH性能有非常大的影响。
这就要求汽车的悬架系统既要有良好的减震性能又要有良好的导向特性。
近年来专家学者对汽车悬架系统，特别是半主动和主动悬架进行了大量的研究。
刘猛和张丽萍[1]通过MATLAB仿真分析了车架的参数对汽车性能的影响。
孙峰等[2]建立了某全地形车辆前悬架系统的三维模型，分析了悬架系统阻尼对汽车振动的影响，验证了某全地形车辆悬架系统阻尼设计的合理性。
任成龙和张雨[3]建立了随机激励作用下的单自由度汽车悬架系统模型，并通过振动试验，获取了试验汽车悬架系统的振动曲线。
岳书常等[4]建立了二自由度悬架系统非线性动力学和数学模型，发现了激励幅值对悬架系统非线性振动的影响。
沈祖英[5]研究了某轻型越野汽车的悬架系统，建立了悬架系统模型的基本数学方程。
本文研究的是汽车悬架系统的结构有限元分析，以奔驰双横臂悬架系统模型为例，利用SolidWorks对现有模型进行优化，通过ANSYS Workbench平台对建立的汽车悬架模型进行模态分析，确定了悬架系统各零件间不发生共振，为汽车悬架系统的优化设计提供了依据。
1 汽车悬架系统的模态分析 （1）汽车悬架系统由弹性元件、减震器以及导向机构等部分组成。
以SolidWorks建立悬架系统主要零部件的三维模型，并导入Ansys Workbench软件中进行模态分析。
设置各零部件材料参数，采用自由网格划分方法，设定边界条件，进行模态分析的求解计算。
各零件的材料参数见表1。
表1 各零件材料参数材料名弹性模量(Pa)泊松比密度(kg/m³)丁苯橡胶7.86×1060.4797060CrMnA 1.96×10110.307850结构钢2×10110.307850 （2）对弹性元件进行模态分析，设置材料为丁苯橡胶，采用自由网格划分，共划分单元75294个，节点129826个，在弹性元件轮毂处施加固定约束。
基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计
尺寸 Ｐ ｌ为 ８ ４ ５ ７ ． ｍｍ， ４ 为 ６ ． ２ Ｐ ９ ６ ｍｍ， ６ 为 ２ ３ Ｐ ５．
４ ｍｍ， ６ Ｐ７为 ３ ４ ５ ｍｍ， 行 圆 整 后 Ｐ１为 ８ ５ ５ ．４ 进 ７ ｍｍ ，
［ ］ＭｉｇＣ ｎ ，ＱａｇＺ ａ ，Ｔ ｏＨ ｎ ｎ ｕ ｎｅｏ ｉｅｅ ｔ ５ ｎ ｏｇ ｉ ｈ ｏ ａ ａ ．Ｉｆ ｅｃ ｆｄ ｆ ｎ ｎ ｌ ｆｒ
４ ８ ２ ０ ．７
比 较
减 少
２ ８ｌ ３．
降 低
０． ０ ７ ０７
提 高
２ ７ ９． ９
降 低
０． １ ７４
ｆ１ 轴箱 优化 尺寸 对一 阶固有 频率 的灵 敏度 ａ主
５ 结 束 语
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首先 通过 对 主 轴 箱 进 行 有 限元 分 析 ， 到 主轴 得
本 文建 立 了主 轴 箱 的 有 限 元 模 型 ， 以铣 削 工 况
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。
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TECHNIC FORUM/技术论坛
2011/09
基于ANSYS Workbench减震器支架组有限元分析
Finite Element Analysis of Absorber Bracket Component Based on ANSYS Workbench 121
胡顺安 孙博 王振凯HU Shun-an et al
1. 山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 265607
2. 三一重型装备有限公司 辽宁沈阳 110027
摘 要：详细介绍了减震器支架组有限元分析时的模型前处理、边界条件设定及后处理等分析过程，并通过对减震器支架组的应力分析结果进行的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。
关键词：减震器支架组 有限元 应力分析
Abstract Pre-process, boundary conditions, and post-process in the finite element analysis of the absorber bracket component were elaborated, by evaluating the stress analysis result of the absorber bracket component, the applicable condition of the absorber bracket component in different loads were analyzed.
Key words absorber bracket component; finite element; stress analysis
+中图分类号：U463.335.1.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)09-0070-02
1 前言
根据市场反映，原先设计的减震器支架易从根部撕裂，后续产品可通过改进下推力杆支架和减震器支架的结构来满足产品的使用要求；但市场上已售出的产品因为下推力杆支架已经焊接在桥壳上，无法采用改进下推力杆支架的方式加以解决，急需返修，故提出采用改进减震器支架替代原减震器支架，并在局部采用加强筋，再将减震器支架和加强筋焊接在下推力杆支架上的返修方案。
由于时间紧迫，无法用试验方法测出零部件所受应力的具体数值，暂故此通过有限元方法来评估该结构是否可行。
文中对减震器支架组(即减震器、焊缝和加强筋的组件)采用ANSYS Workbench 12.1软件进行有限元分析，主要分析减震器支架、焊缝最大应力和应力分布，通过对应力结果的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。
第一作者：生，工程师，胡顺安现从事车桥设计工作。
，男，1978年
2 模型简化及前处理
桥壳上减震支架的受力情况如图1所示，减震器支架受力F ，减震器支架整体受弯曲应力作用产生弯矩，弯矩值大小与减震器支架受力的中心孔到桥壳中心的距离有关，与桥壳的轮距无关，因此，可以将此数模简化，其数学模型简化情况见图2。
因为分析的重点是减震器支架、加强筋和焊缝的强度，所以在图2中对于桥壳、下推力杆支架都可以采用简化画法，而不作为关注对象。
整个数模共有6个零部件：即减震器支架、焊缝、下推力零部件()后，整个数模只存在3个零部件。
其中桥壳和加强筋材料为Q460CL ，下推力杆支架和减震器支架材料为ZG270-500，焊接材料E501T-1，溶合后焊缝处的强
杆支架、桥壳和加强筋。
根据所要分析的零部件以及焊接情况，可以将焊缝、加强筋和减震器支架组成一个新的称减震器支架组。
如图3为所示，经过前处理
表2各种分割网格划分及载荷下，关注部位的应力值
载荷体网格划分为5 接触部位网格为3
体网格划分为4 接触部位网格为3
体网格划分为3接触部位网格为2
4 t
2 t
1 t Mises1拉应力1Mises2拉应力2Mises1拉应力1Mises2拉应力2Mises1拉应力1Mises2拉应力2应力超出允许范围
节点数单元数
468.1559.8 642.2758.9
108 96266 977239.6295.8 328.2386.8119.9148.0 164.1193.5159 141101 571
应力超出允许范围
243.4305.4 362.5427.4 121.7152.7 181.3213.7 331 055218 499
度一般略高于母材，其性能分析时可按母材性能定义，数模中材料性能参数如表1所示。
表1材料性能参数表
材料型号ZG270-500E501T-1Q460CL
弹性模量，GPa 205205210
泊松比0.340.340.30
密度3kg /m 3
7.84×10
37.84×103
7.85×10屈服强
度，MPa 270300460
抗拉强度，MPa 500550600
图4 网格划分情况3 接触条件设定
下推力杆支架与桥壳、加强筋与下推力杆支架、焊缝与下推力杆支架均为绑定接触。
在设定以上接触时，需同时满足2个隐含条件：即目标体的网格划分比接触体粗大，目标体设定接触面(用5 mm 、4 mm 和3 mm 进行划分另外根据数模分析和接触情况，接触部位也是重点分析的重点关注部分，因此将对3处接触采用3 mm 和2 mm 进行细分，网格划分情况如图4所示。
5 边界条件设定
根据减震器支架受力情况，设定动载系数为2。
在分析中，分别施加不同载荷(即4 t 、2 t 、1 t ，采用大小不等单元进行分析。
约束设定桥壳两端端面，一端为全约束，另一端放松X 轴。
6 求解部分
根据上述分析，该有限元分析应重点关注减震器支架强度、焊缝强度，因此求解时重点分析减震器支架的Mises 应力和抗拉强度、焊缝的Mises 应力和抗拉强度。
架连接处附近，此处应力是由于直角边网格划分造成的应力奇异，应舍弃，实际的最大应力应出现在减震器支架与焊缝的结合处；图5(b)显示的是减震器支架最大拉应力，即第一主应力，其发生位置为与焊缝中部结合处附近；图5(c)显示的是减震器支架组建的最大
比接触体设定接触面大。
4 网格划分情况
所有零部件都采取四面体Patch Conforming Method 进行划分，桥壳采用30 mm 、推力杆下支座下支座采用15 mm ，而对于新零部件即减震器支架组)则根据分析精度的需要，采。
)7 后处理及评判
图5为载荷4 t 情况下，体网划分格为3 mm ，接触部位网格划分为2 mm 时减震器支架组的应力云图。
图5(a)显示的是减震器支架的Mises Stress ，其最大值出现在焊缝下端与减震器支拉应力，发生在焊缝中部
表2是在各种载荷和采用不同网格密度划分情况下的最大应力值，Mises1表示的是减震器支架的Mises 应力的最大值，拉应力
1是减震器支架的第一主应力(即最大拉应力；Mises2表示焊缝的Mises 应力的最大值，拉应力2是焊缝第一主应力。
表2采用Mises 应力和拉应力(即第一主应力来综合判断，根据强度理论，金属塑性材料一般可采用第三或第四强度理论，对表2中的Mises 应力和拉应力(第一主应力进行综合判断。
该分析中采用Mises 应力分析，对应为第四强度理论，但可采用第一主应力(即第一强度理论来判断零部件结构表面受拉和受压的情况，通过Mises 应力和第一主应力的应力分布情况可以更好地判断零部件易损坏的部位。
根据表1中的材料性能参数，通过表2中的Mises1和Mises2计算减震器支架组的安全系数，可以评判分析结果是否满足使用要求，结果如表3所示。
))))根据表2数据和表3的评判结果可知，在载荷4 t 和载荷2 t 的情况下，减震器支架组会发生失效；在载荷1 t 的情况下，减震器支架组满足使用要求。
8 结语
综上所述，减震器支架组在1 t 载荷情况下，其最大应力出现
在焊缝中部附近，通过分析，强度满足使用要求。
通过后续与主机厂沟通，在整车设计时，该减震器支架所受垂直方向的力不会超过4 800 N ，因此该返修方案是可行的。
表3应力值及评判结果
载荷应力名称应力最大值，MPa 材料屈服极限，MPa
安全系数评判结果2 t Mises1Mises2243.4362.5270300 1.110.83不满足1 t
Mises1Mises2
121.7181.3
270300
2.221.65
满足
收稿日期：2011-06-23
图5 减震器支架组的应力云图
(a)(b)(c)
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2011/09
71。