基于Hypermesh的吊钩有限元结构分析

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基于HyperWorks的引擎盖安全钩优化设计

基于HyperWorks的引擎盖安全钩优化设计郑冬黎汪双群张胜兰湖北汽车工业学院湖北十堰442002摘要：某型轿车引擎盖安全钩在性能检测时发现手柄末端横向位移过大，经有限元分析得知该问题是由于安全钩支架的扭转刚度不足导致。

在不改变安全钩支架制造材料的前提下，基于HyperWorks的结构优化技术对支架进行改进设计，在支架的扭转刚度得到较大提高的同时，质量减轻了11.4%。

关键词：开口薄壁杆件，扭转刚度，优化设计，HyperWorks引言某型轿车引擎盖安全钩，在性能检测过程中，当安全钩的手柄和支架开度达最大时，手柄末端的位移超过了设计要求。

本文基于HyperWorks软件对该安全钩进行有限元分析及结构优化设计，在不改变材料的前提下，使其性能满足设计要求。

设计要求：安全钩检测时，在手柄和支架间夹角为11.48°，手柄最大移动位置处，对手柄末端横向施加50N的作用力，速度为10mm/min，支架固定不动，要求手柄下端的移动不超过5mm，且应力必须保证在材料开裂限制之内。

1安全钩的有限元分析1.1有限元模型的建立运用CATIA软件建立安全钩的三维模型，如图1。

图1 安全钩三维模型运用HyperWorks软件进行有限元分析，对其几何模型进行必要的几何清理，确定四面体单元平均尺寸为2mm，建立网格模型。

手柄和支架的联接处无相对运动，受力后联接处只有部分接触，在3D/replace页面将手柄和支架的接触处若干节点合并以模拟联接状态[3]。

在手柄末端横向施加50N的力；在与手柄联接端的支架支撑处选择8个节点施加三个移动自由度的约束，在另一端选择3个节点施加两个移动自由度的约束，两处施加的约束均最大范围覆盖支撑结构，用以模拟实际约束状况。

建立的有限元模型如图2所示。

图2 有限元模型1.2结果分析通过线性静态分析得模型位移云图（图3）和应力云图（图4）。

图3 位移云图图4 应力云图由云图知：手柄末端节点最大位移是7.12mm，大于许用位移5mm；安全钩受到的最大应力发生在手柄和支架联接处的接触点，最大应力是124MPa，小于手柄强度极限180MPa，大于支架强度极限100MPa。

基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文

基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文0 引言车架作为车辆重要的承载部分，运输车中多数零部件如：驾驶室，发动机，变速箱，车桥等通常都直接与车架相连接。

在运动过程中，车架还承受各零部件产生的各种力与力矩的影响，承载情况的复杂性要求车架必须有足够的刚度和强度来避免其主体发生变形或者断裂的现象，以保证其安全可靠性及使用寿命。

但是，在以往的设计过程中，设计人员大多采用经验公式进行计算，这种方法并不能精准的计算出车架各部件应力和形变。

本文采用HyperWorks软件对车架结构进行有限元分析，运用Radioss及OptiStuct求解器分析了车架的应力和位移形变分布状态及自由模态分析，利用分析结果验证该车架设计的合理性，对后续的结构优化提供理论依据。

1 车架的几何模型及有限元模型本文以某造船厂运输车车架为研究对象，该车架由型钢焊接而成，两根纵梁为矩形截面型钢，总长9440mm，大梁式，前后等宽，纵梁最大断面尺寸为360mm×140mm×20mm，横梁最大断面尺寸为300mm×140mm×20mm，前后端横梁为Π型槽钢，中间横梁为矩形截面型钢，横梁的长度为920mm。

实际中，车架的形状结构复杂，支撑装置和固定装置多种多样，除几何形体不规则外还存在许多倒圆角和圆孔，如果在建模的过程中将这些细微之处全部考虑在内，就会导致网格的密度很大，单元尺寸极小，节点方程的数量庞大，因而增加求解时间，同时局部的网格质量无法保证，容易导致求解失真。

因此，有必要对车架的结构进行合理的简化，建立合理有效的模型，从而减少分析过程中的计算量，提高计算效率。

运用Pro/E三维建模软件对简化处理后的车架结构进行实体建模，为了避免部分零件出现几何缺陷或数据丢失的情况，我们通常将Pro/E 中建立的模型保存为.iges格式文件，把该格式文件直接导入HyperMesh中进行后续的网格划分。

基于Hypermesh的牵引车车架拓扑优化及有限元分析

基于Hypermesh的牵引车车架拓扑优化及有限元分析牵引车车架是牵引车的重要部件，其结构设计和优化一直是汽车工程领域的研究热点。

本篇文章将基于Hypermesh软件对牵引车车架进行拓扑优化和有限元分析。

首先，我们需要进行该车架的CAD建模。

通过对车架进行测量和采集数据，我们可以在软件中建立3D模型。

然后，在Hypermesh中进行前处理，包括网格划分、材料属性设定、边界条件设定等。

接下来，运用拓扑优化方法对车架进行优化，以降低其重量，提高车架的强度和刚度。

在进行拓扑优化时，我们需要设置指定的约束和目标函数。

约束条件可以包括材料体积和尺寸等考虑因素。

目标函数可以是最小化材料使用量或是最大化车架的强度和刚度，可以根据具体需求来设置。

拓扑优化的结果可以优化原始车架结构，使其变成更优的流线型设计，同时在一定程度上可以提高车架的强度和刚度。

完成拓扑优化后，我们开始进行有限元分析(FEA)，对车架进行应力和变形分析。

通过给车架施加仿真荷载，可以预测车架在现实世界中的行为并帮助设计师进行结构优化。

有限元分析可以帮助我们预测车架在实际使用过程中的应力情况，从而确定关键部件的厚度、形状和位置，以及车架整体结构的强度设计。

在完成有限元分析后，我们可以根据分析结果对车架进行优化设计。

比如，可以调整材料的厚度和纤维层间距，以适应不同的承载情况和荷载要求。

同时，我们还可以根据分析结果对车架进行优化设计，如增加加强筋，调整截面形状等。

综上所述，通过Hypermesh软件对牵引车车架进行拓扑优化和有限元分析，可以帮助设计者快速分析车架结构，并在优化过程中提高其强度和刚度，以同时保持车架的轻量化和结构优化。

这样做可以显著提高牵引车车架的性能和使用寿命，同时减少制造成本和提高制造效率。

除了拓扑优化和有限元分析，还有其他的技术可以帮助完善牵引车车架的设计。

例如疲劳分析、碰撞模拟、流体动力学分析等。

这些分析可以帮助解决车架在使用过程中可能面临的问题，如疲劳、振动、碰撞等。

轻型商用车牵引钩有限元分析及优化

241 引言随着城市化进程不断加速，城市人口持续增长，轻型商用车在城市物流、蔬菜及海产品等短途运输中的作用变得越来越重要。

短途运输对时效性要求较高，牵引钩作为车辆的自救设备，在车辆发生故障而无法在短时间内完成维修时，可迅速牵引车辆继续行驶，从而可最大限度上节约时间、减小经济损失。

因此，对牵引钩进行有限元分析，验证其承载能力，保证车辆正常的牵引功能具有重要意义。

本文以某轻型商用车牵引钩为研究对象，根据GB28948《商用车辆前端牵引装置》中牵引装置的工作性能和试验要求，对牵引钩进行有限元分析。

根据分析结果，对牵引钩进行结构尺寸优化，优化后的牵引钩进行拉伸强度试验。

2 有限元分析2.1 建立有限元模型利用HyperMesh 软件中OptiStruct 模块，对牵引钩进行有限元分析计算。

使用壳单元模拟车辆局部纵梁，使用实体单元模拟牵引钩。

采用BOLT 功能，模拟车架及牵引钩之间的铆钉和螺栓连接，并在牵引钩与车架右纵梁之间建立面-面接触，模拟牵引钩与车架纵梁之间的相互作用。

在车架前悬支座及局部车架末端施加全约束，以车辆总重的0.5倍为载荷，在牵引钩前端中心点处施加集中载荷F=25 kN。

牵引钩材料为45#，其材料参数为：E=2.105×105MPa，泊松比=0.3。

为确保牵引车辆在行驶过程中的安全，将牵引钩的位移量控制在3 mm 以内。

牵引钩及局部车架有限模型共包含371776个单元和156 167个节点，如图1所示。

图1 牵引钩及车架有限元模型2.2 有限元结果分析及优化计算分析后得到牵引钩应变云图，如图2所示。

由图2可知，牵引钩在承受牵引过程中，牵引钩前端及右侧区域产生大变形，且在前端圆弧过渡区域外侧产轻型商用车牵引钩有限元分析及优化□文/王孟志隽兆丰张磊吴昊（中国重汽集团汽车研究总院）【摘要】牵引钩作为车辆的重要零部件之一，其结构强度和工作可靠性直接影响汽车的安全性能。

文章采用HyperMesh 软件进行牵引钩有限元分析，并根据分析结果对牵引钩结构进行优化。

基于HyperWorks的参数化有限元分析平台研究

基于HyperWorks的参数化有限元分析平台研究董迎晖;余晗【摘要】针对HyperWorks软件在进行有限元分析时存在的操作复杂、容易出错以及分析者培训周期长等问题,文章运用语言和HyperWorks提供的接口函数,基于HyperWorks软件平台进行二次开发,结合多种CAE软件的二次开发经验,开发出一个全中文环境的轴类零件参数化有限元分析CAE流程自动化平台.在该参数化有限元分析平台中,能够快速完成轴类零件的参数化建模、网格划分、选择材料以及边界处理等前处理,然后对其求解及后处理;以某轴类零件静力学分析为例,运用该平台对其进行静力学分析,验证该参数化有限元分析平台具有流程自动化、引导式等特点,能够提高轴类零件的设计效率.% language and the API functions which is provided by HyperWorks are used to solve the problem that HyperWorks is so complex that the users usually make mistakes and need to be trained for a long time.A Chinese parameterized and automated FEM analysis platform is developed for statics analysis of shaft parts based on various re-development experience of CAE software and re-development of HyperWorks.In the FEM analysis platform, the parameterized modeling, grid division and material selection can be made quickly as well as the boundary condition defined and the result solved and found.The statics analysis of a shaft parts is conducted by the FEM analysis platform and the result verifies that the parameterized FEM analysis platform has the properties such as automated process and guided analysis, and it can improve the efficiency of shaft parts design.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】5页(P443-446,566)【关键词】参数化;静力学分析;语言;HyperWorks二次开发;轴类零件【作者】董迎晖;余晗【作者单位】合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TP391.9HyperWorks 软件是一款在产品开发、设计和分析中广泛应用的大型通用CAE仿真软件,为用户提供了强大的前后处理能力和多领域的计算分析功能,同时集成了多种设计与分析工具,具有强大的性能和高度的开放性,能够实现与主流分析软件如ANSYS、 Nastran和Abquas等求解器的无缝连接[1],为缩短产品的设计周期,降低制造成本,提高产品可靠性提供了强有力的工具[2]。

有限元分析报告（1）

有限元分析报告（1）有限元仿真分析实验⼀、实验⽬的通过刚性球与薄板的碰撞仿真实验，学习有限元⽅法的基本思想与建模仿真的实现过程，并以此实践相关有限元软件的使⽤⽅法。

本实验使⽤HyperMesh 软件进⾏建模、⽹格划分和建⽴约束及载荷条件，然后使⽤LS-DYNA软件进⾏求解计算和结果后处理，计算出钢球与⾦属板相撞时的运动和受⼒情况，并对结果进⾏可视化。

⼆、实验软件HyperMesh、LS-DYNA三、实验基本原理本实验模拟刚性球撞击薄板的运动和受⼒情况。

仿真分析主要可分为数据前处理、求解计算和结果后处理三个过程。

前处理阶段任务包括：建⽴分析结构的⼏何模型，划分⽹格、建⽴计算模型，确定并施加边界条件。

四、实验步骤1、按照点－线－⾯的顺序创建球和板的⼏何模型（1）建⽴球的模型：在坐标(0,0,0)建⽴临时节点，以临时节点为圆⼼，画半径为5mm的球体。

（2）建⽴板的模型：在tool-translate⾯板下node选择临时节点，选择Y-axis,magnitude输⼊，然后点击translate+，return;再在2D－planes-square ⾯板上选择Y-axis,B选择上⼀步移下来的那个节点，surface only ,size=30。

2、画⽹格（1）画球的⽹格：以球模型为当前part，在2D－atuomesh⾯板下，surfs 选择前⾯建好的球⾯，element size设为，mesh type选择quads，选择elems to current comp,first order，interactive。

（2）画板的⽹格：做法和设置同上。

3、对球和板赋材料和截⾯属性（1）给球赋材料属性：在materials⾯板内选择20号刚体，设置Rho为,E为200000,NU为。

（2）给球赋截⾯属性：属性选择SectShll,thickness设置为，QR设为0。

（3）给板赋材料属性：材料选择MATL1，其他参数：Rho为,E为100000,Nu 为，选择Do Not Export。

基于有限元的某车前悬架结构强度分析

基于有限元的某车前悬架结构强度分析摘要基于hypermesh分析软件，对某微车的前悬架结构进行了静态强度分析，获得了在各典型工况下的结构强度分布规律，为整车分析和自行设计前悬架以及对复杂结构进行有限元分析提供了必要的参数和依据。

关键词前悬架；有限元；强度分析0 引言Hypermesh是一种广泛的商业套装工程分析软件。

所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。

一般机械结构系统的几何结构相当的复杂，受到的载荷也相当多，理论分析往往无法进行。

想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。

由于计算机行业的发展，相应的软件也应运而生，Hypermesh软件在工程上应用相当的广泛，也都能达到某种程度的可信度，同时使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。

本文对某微车的前悬架结构进行有限元分析，其采用的前悬架为麦弗逊式悬架，即滑柱摆臂式悬架。

这种前悬架的结构在实际工作中的受力状况都比较复杂。

对其进行有限元分析不仅可以得到在各种典型工况下其结构的应力分布规律和变形情况，检验其结构强度，还能进一步揭示各种载荷（垂直力、纵向力、制动力和侧向力）对麦弗逊式悬架应力分布的影响，为疲劳强度分析、结构改进、确定应力测量时应变片的布置和合理进行疲劳试验提供参考数据[1]。

1 工况的确定根据我国目前的实际路况，本文对如下四种典型的工况进行有限元分析和计算：1）微车起动前悬架受冲击载荷作用，驱动力达到最大；2）在中等路面上行驶对前悬进行一般的疲劳强度分析和计算，此时车轮着地点受到脉动的垂直载荷、驱动力以及交变的侧向力；3）在微车转弯时此时前悬架有最大的侧向力；4）行车制动工况下前悬架受冲击载荷作用，车轮抱死且受到最大的纵向力[2]。

2 前悬架有限元模型的建立某微车的前悬架总成结构为筒式减振器的上端用螺栓和橡胶垫圈与车身连接，减振器缸筒下端固定在转向节上，而转向节通过球铰与横摆臂连接。

基于有限元的汽车排气系统吊钩位移响应分析

基于有限元的汽车排气系统吊钩位移响应分析摘要：汽车排气系统吊钩的位移响应影响汽车的NVH特性，为了研究吊钩的位移情况，采用Hypermesh和MSC.Nastran进行有限元网格构建并进行计算求解。

基于模态的吊钩位移分析很好的体现了不同频率下的响应，通过平均驱动自由度位移（ADDOFD）方法能够对排气系统的吊钩位置进行优化。

计算仿真结果有效的辅助了排气系统的设计，并缩短了整车的开发周期，所做的模态分析对试验阶段的耐久也具有重要的指导意义。

关键词：位移响应模态平均驱动自由度位移Hanger displacement response analysis of exhaust system based on FEAAbstract：The displacement of hanger force in car exhaust system can affect the NVH characteristic，in order to research the response，to do FEA analysis applying Hypermesh and MSC.Nastran.The hanger force calculation based on modal can well prediction the response under different frequency.Optimization on hangers location can be done by simulation per ADDOFD method.The simulation is effective for aid design of car exhaust system，meanwhile，shorten the development deadline，it is also significant direction to do modal analysis for durability test of exhaust system.Key Words：Displacement responsemodal ADDOFD汽车工业的发展给人们的生活带来了前所未有的便捷和高效，然而随着人们对舒适性要求的提高，对于整车开发的NVH特性有了更加严格的要求。

基于HyperMesh的结构有限元建模技术阅读记录

《基于HyperMesh的结构有限元建模技术》阅读记录目录一、内容概括 (2)1.1 背景介绍 (2)1.2 研究目的与意义 (3)1.3 研究方法与步骤 (4)二、HyperMesh软件简介 (5)2.1 HyperMesh的发展与应用领域 (6)2.2 HyperMesh的主要功能特点 (7)2.3 HyperMesh的操作界面与使用教程 (9)三、结构有限元建模基础 (10)3.1 有限元法的基本原理 (11)3.2 结构有限元模型的建立步骤 (12)3.3 结构有限元分析的基本流程 (13)四、基于HyperMesh的结构有限元建模技术 (14)4.1 HyperMesh在结构有限元建模中的应用场景 (16)4.2 HyperMesh在建模过程中的操作技巧 (17)4.3 节点与单元的创建与编辑 (18)4.4 荷载与约束的施加与优化 (19)4.5 结构分析与结果输出 (21)五、案例分析 (22)5.1 案例一 (23)5.2 案例二 (24)5.3 案例三 (25)六、总结与展望 (27)6.1 研究成果总结 (28)6.2 研究不足与改进方向 (29)6.3 未来发展趋势与应用前景展望 (30)一、内容概括《基于HyperMesh的结构有限元建模技术》是一本关于结构有限元建模的专业书籍，主要介绍了如何使用HyperMesh这一强大的有限元软件进行结构分析和设计。

本书从基本概念出发，详细阐述了有限元分析的基本原理、方法和技巧，包括有限元模型的建立、网格划分、材料属性设置、加载条件定义等。

本书还重点介绍了HyperMesh软件的各种功能和操作方法，如几何建模、装配、边界条件设置、载荷施加、后处理等。

通过阅读本书，读者可以掌握结构有限元建模的基本技能，为进行实际工程应用打下坚实的基础。

1.1 背景介绍随着计算机技术的飞速发展，有限元分析（FEA）在结构设计与分析中扮演着越来越重要的角色。

基于Hypermesh模组安装骨架有限元分析

基于Hypermesh模组安装骨架有限元分析针对某安装有模组模块的骨架在吊装和有振动的环境安全性问题，建立骨架的实体模型，将骨架模型实体通过有限元接口技术导入有限元分析软件，基于Hypermesh软件对骨架进行强度分析和动力学分析，得到了骨架的变形数据，并提出优化方案。

标签：有限元分析；强度；Hypermesh1 引言此骨架内安装有28个模组模块，安装完后的骨架作为储能系统主要部件。

在吊装和有振动的安装平台中要承受水平、纵向和垂向多种载荷，设计中足够的强度分析至关重要，若强度不足，将会导致吊装中断裂和工作中疲劳破坏。

近年来，CAD、CAE逐渐成为企业提高质量的有效手段，Hypermesh作为一种高性能有限元前后处理软件，具有较高的处理速度，适应性和可定制性，与多种CAD和CAE软件有良好的接口，最重要的是还提供了多种求解器的接口。

利用Hypermesh的前后处理，对骨架进行有限元分析。

2 骨架有限元模型本文中所讨论的骨架结构特点为方管焊接而成，包括上下安装板、底部横纵梁、支撑梁和纵横梁组成，各梁和安装板材质都为铝合金，安装板上有安装模块的固定孔。

利用UG建立骨架的三维模型，然后导入到Hypermesh中，由于骨架主要是由方管组成焊接而成，因此框架主要是由梁单元，安装板离散成壳单元，模块利用加载在骨架上的载荷表示。

3 计算参数及工况分析整体骨架重量约为1.2吨，28个模块总重量约为1吨。

骨架用铝合金的抗拉强度为290MPa，屈服强度为270MPa。

在骨架的计算分析中，采用IEC61373《机车车辆设备冲击振动试验》标准，进行冲击试验仿真模拟。

对被试设备施加一系列持续时间为D，峰值为A的单个半正弦脉冲。

其中冲击加速度试验分为垂向、横向和垂向，波形与峰值如表1所示，本文采用安装方式为1A级和B级车身装。

4 分析及结果工况1为骨架在地面静止，无其他载荷时，最大位移为0.6mm，最大应力值为22.3MPa，骨架处于稳定状态。

悬架整车性能Hypermesh有限元分析仿真试验指导书1

悬架整车性能Hypermesh有限元分析仿真试验指导书吉林大学汽车实验室编写：李静2013年10月一、实验目的(1)掌握应用有限元仿真方法分析悬架零部件的方法。

(2)了解有限元的基本思想，通过转向节强度分析实验，掌握有限元分析基本步骤。

(3)熟悉HyperMesh软件的面板，掌握HyperMesh10.0菜单布局结构，学习使用各类菜单操作。

二、实验用仪器设备及软件HyperMesh10.0能完成Hypermesh建模及计算的笔记本电脑或台式机。

三、操作步骤1．打开hypermesh,在User Profiles 窗口选择Nastran选项图1 选择求解器2．导入模型,如图2所示,三中方式任选其一:a.File >Openb.File >Importc.单击工具栏上的Import按钮单击主菜单栏上方工具栏的按钮,使模型以带表面和边框的形式显示(图3):图2 导入CAD模型图3 改变显示方式3．删除实体单击快捷键F2(删除),出现如图4所示面板,单击左上角的倒三角符号,在出现的面板图4 删除面板中选择solids, 若当前面板没有solids选项,则单击左右换页键如图5所示:图5 选择实体接下来左键单击黄色的solids选框,出现如图6所示面板,选择all或者displayed,这时整个实体模型被选中,单击主面板右上角delete entity按钮,删除实体。

图6 选中全部实体4．几何清理单击快捷键F11(快速几何编辑)，出现如图7所示快速编辑面板，使用相关功能对转向节进行快速清理编辑，如添加、删除点，合并边，压缩边等，编辑完成后点击return。

图7快速几何编辑面板清除倒角选择Geom页面菜单，在Geom面板上选择defeature，出现如图8所示面板，选择surf fillets，将min radius改为0.1，max radius改为3，单击find，出现如图9所示面板，图8 defeature面板单击surfs选框，确保其出于选中状态（高亮），然后再单击转向节上需要去除的倒角面，再点击remove如图10所示图9 倒角清除面板消除前消除后图10 消除倒角自动清理在页面菜单栏,单击Geom,进入Geom面板,单击autocleanup,如图11所示图10 选择autocleanup在autocleanup面板(如图12),单击surfs选框,在他不出的面板中选择all,单击Topology cleanup parameters下方切换按钮,切换成use current parameters,单击edit parameters,出现parameters File Editor 面板,将Target element size设置为3(如图13),单击OK返回autocleanup面板图12 autocleanup面板图13 parameters File Editor单击Elements quality criteria下方切换按钮,切换成use current criteria,单击edit criteria(如图12),出现Criteria File Editor面板,将Target element size设置为3,Min Size设置为1, Max Size 设置为6(如图14), 单击OK返回autocleanup面板,单击右上角autocleanup进行自动清理。

基于HyperWorks_某型撒肥机悬挂机具设计的有限元分析

第34卷第4期2023年12月广西科技大学学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.34No.4Dec.2023收稿日期：2022-12-12基金项目：2022年中央引导地方科技发展专项资金项目（桂科成字[2022]96号）资助第一作者：韦增健，在读硕士研究生*通信作者：高巧明，博士，正高级工程师，华南农业大学第二博士生导师，硕士生导师，研究方向：农业机械化关键技术与装备、图像识别，E-mail ：*****************基于HyperWorks 某型撒肥机悬挂机具设计的有限元分析韦增健，高巧明*1，向浩，许鹏，赵鹏飞，曾俊豪（广西科技大学机械与汽车工程学院，广西柳州545616）摘要：为了对某企业某型平台悬挂式撒肥机悬挂机具的结构尺寸进行合理设计，采用HyperWorks 软件对其进行有限元静力学以及模态分析。

其中，悬挂机具采用结构性网格划分方法，分别选取悬挂机具车厢边板厚度为1、3、5mm 的情形进行满载静态工况分析，结果表明，除厚度为1mm 时结构最大应力超过材料的屈服极限外，其他2种情形下悬挂机具结构的强度均能满足设计要求。

考虑设计成本选取3mm 板厚作为最终的设计尺寸，对该悬挂机具进行典型工况分析，结果表明，各工况的应力均未超出Q345材料的屈服极限，满足企业对结构静态设计要求。

为进一步分析结构的动态性能，对其进行约束模态分析，并选取结构振动固有频率与发动机怠速频率相近的第3、4阶频率进行对比，结果表明，悬挂机具的固有频率不在发动机的怠速频率范围内，不易引起共振疲劳，由此可得出该悬挂机具的动态性能亦满足设计要求。

关键词：撒肥机；悬挂机具；HyperWorks ；有限元；静力学分析；模态分析中图分类号：TH123；S224.2DOI ：10.16375/45-1395/t.2023.04.0030引言我国有机肥应用率仅为20%，与发达国家相比仍存在很大的差距。

基于HyperMesh的有限元建模及减速器模态分析

。因
此, 在分析减速器模态时 , 需要考虑到齿轮间的接触, 轴承、端盖与齿轮轴的接触、约束 , 以及如何联接 2 个或多个零件等一系列问题。
2
减速器结构简图及其有限元模型的建立
减速器传动机构简图见图 1。安装多点啮合 ) 。其中大齿轮与四级齿轮轴啮合, 且整个减速器、联轴器和电机一起随大齿轮转动, 到一定角度时靠制动器制动。该机构中的电动机型号 : ZZJ- 884 直流电机 63 5 kW 440 FC30% ; 功率 : N e = 63 5 kW; 转速 : n = 560 r/ min。
10. 联轴器
由于 HyperMesh 提供了多种 CAE 软件求解器接口, 它与 ANSYS 已有无缝接口, 按照图 2 所示流程图, 完全可以在 HyperMesh 中方便地进行前处理, 然后直接在 ANSYS 中运算, 既提高了效率又提高了计算精度 , 降低了成本。采用大型有限元前处理软件 HyperMesh 建立 CAE 模型 , 其分析过程如以下流程所示 : ( 1) 如图 2 所示 , 首先将 CAD 模型转换成 * IGS 通用格式的文件, IGS 文件在导入到 HyperMe sh 中只剩点、线和面。在划分有限元网格之前 , 必须先进行几何清理 , 去除不必要的倒角、孔等特征。对于减速器内部的齿轮与齿轮轴只分析振动模态, 可采取简化齿画法, 提高了运算时间。 ( 2) 在有限元分析中, 首要问题是有限元计算 ∃起重运输机械% 2007 ( 4)
[ 5]
, 共建立了
4
材料属性的定义、加约束
( a) 1 阶振型
图 3 模态的各阶振型图 ( b) 2 阶振型 ( c) 3 阶振型 ( d) 4 阶振型表 2 各阶固有频率及振型特征表振型 / 阶数 1 2 3 4 5 6 固有频率 f / Hz 17 38 34 74 45 58 97 50 113 02 134 12 150 49 199 44 232 89 279 743 振型特征减速器绕四级齿轮轴 Y 向摆动减速器绕四级齿轮轴 X 、 Z 对角线方向扭动减速器沿 X 向摆动二级大齿轮膨胀、收缩箱体后半部和齿轮沿 Z 向扭转振动箱体与四级齿轮轴相对 Y 向扭动减速器与四级齿轮轴沿 Z 向相对扭转振动箱体和齿轮沿 Z 向摆动三级大齿轮膨胀、收缩减速器沿 Z 正负向扭转振动

基于HyperMesh的结构有限元建模技术

精彩摘录
这句话介绍了HyperMesh软件中提供的不同求解器及其应用范围。HyperMesh 是一款广泛使用的有限元分析软件，提供了多种不同的求解器和工具，可以根据需要进行选择。
精彩摘录
“在进行有限元分析时，需要考虑到各种因素的影响，例如边界条件、材料属性、荷载等。这些因素都需要根据实际问题进行合理的设置和处理。”
目录分析
第3章至第5章详细介绍了基于HyperMesh的结构有限元建模技术。第3章讲述了如何建立结构模型，包括前处理、求解和后处理三个步骤。第4章对结构模型中的关键技术进行了深入探讨，如网格划分、边界条件设置、材料属性定义等。第5章则通过实例演示了如何对一个具体的结构进行有限元建模，这使得读者能够更直观地理解有限元建模的过程。
精彩摘录
这句话指出了网格质量在有限元分析中的重要性。如果网格质量不好，可能会导致求解结果的精度和稳定性下降。因此，在进行有限元分析时，需要选择合适的网格类型和划分策略。
精彩摘录
“在HyperMesh中，可以通过选择不同的求解器来进行不同类型的有限元分析。例如，可以使用ANSYS进行结构分析、流体动力学分析和电磁场分析等。”
内容摘要
本书通过详细的介绍和实例演示，使读者了解和掌握了基于HyperMesh的结构有限元建模技术。通过应用本书所介绍的技术和方法，读者可以更加高效地进行实际工程问题的有限元分析，提高自身的工程应用能力。本书也为广大工程技术人员提供了一本非常有价值的参考书籍。
精彩摘录
精彩摘录
《基于HyperMesh的结构有限元建模技术》是一本介绍有限元建模技术的专业书籍，由付亚兰、谢素明所著，2015年由中国水利水电社。这本书对于从事结构分析、设计和优化的专业人士来说是一本非常有价值的参考书。

基于Hypermesh的重卡传动轴有限元分析

10.16638/ki.1671-7988.2019.17.031基于Hypermesh的重卡传动轴有限元分析习伟博1，田栋2，马相飞2，申良奇1（1.陕西万方汽车零部件有限公司，陕西西安710200；2.陕西汽车控股集团有限公司，陕西西安710200）摘要：传动轴作为重型卡车传动系统中的重要部分，起着传递发动机功率的重要作用，但其强度不足会引发失效和结构笨重等问题。

针对这些问题，文章基于HYPERMESH有限元软件对某商用车的传动轴强度、模态与吊挂模态强度进行分析，检验此商用车的传动轴设计是否存在缺陷。

根据强度分析结果与满足结构安全的要求，提出结构改进方案，对传动轴设计的进一步优化具有参考意义。

关键词：传动轴；强度；模态；传动轴模态强度中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)17-86-03Finite Element Analysis of Heavy truck drive shaft by ANSYSXi Weibo1, Tian Dong2, Ma Xiangfei2, Shen Liangqi1( 1.Shaanxi Wanfang Auto Parts Co. Ltd, Shaanxi Xi'an 710200; 2.Shaanxi Automobile Co. Ltd, Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract: Drive shaft is the key part of truck driving system, and it plays important role in the transfer of the engine power. But there are still problems such as failure caused by lack of strength and structure rich. Based on HYPERMESH, this paper analyzes the transmission shaft strength, mode and hanging mode strength of a commercial vehicle, and tests whether the design of the drive shaft of this commercial vehicle is defective. According to the results of strength analysis and the require -ments of structural safety, a structural improvement scheme is proposed, which has reference significance for further optimization of drive shaft design.Keywords: drive shaft; strength; modal; transmission shaft modal strengthCLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)17-86-03引言作为汽车传动系统的重要组成部分，传动轴的主要作用是将发动机动力总成输出不同档位的动力和旋转运动传送到驱动桥，使得在传动过程中受到较大扭矩，产生较大变形和应力[1,2]。

任务3 吊钩有限元分析

任务3 吊钩有限元分析
目录
1 有限元分析步骤 2 吊钩求解结果分析
天津机电职业技术学院
任务3 吊钩有限元分析
3.1 有限元分析步骤
（1）进入高级仿真模块，如图所示。3 吊钩有限元分析
3.1 有限元分析步骤
（2）选择仿真导航器中的吊钩.prt，按右键，选择新建FEM和仿真，如图所示。
3.1 有限元分析步骤
（18）求解过程，如图所示。分析完成后，如图所示。
求解过程天津机电职业技术学院
分析完成
任务3 吊钩有限元分析
3.1 有限元分析步骤
（19）选择后处理导航器，双击已导入的结果，导入分析结果，查看求解结果，如图所示。
天津机电职业技术学院
导入分析结果
任务3 吊钩有限元分析
3.1 有限元分析步骤
（20）查看分析结果，如图所示。
天津机电职业技术学院
查看结果
任务3 吊钩有限元分析
3.2 吊钩求解结果分析
（1）从结果分析可以看出，吊钩承重后的变形最大处为吊钩尖部，如图所示。
吊钩的位移量分析结果（该图片为变形叠加效果）天津机电职业技术学院
任务3 吊钩有限元分析
3.2 吊钩求解结果分析
（2）从结果分析可以看出，吊钩承重变形后最大应力为吊钩后部的内侧，如所示。
吊钩的应力分析结果（该图片为变形叠加效果）天津机电职业技术学院
谢谢
天津机电职业技术学院
图 4-59 修改材料参数
任务3 吊钩有限元分析
3.1 有限元分析步骤
（11）选择（10）中创建的材料，单击确定，完成材料的指派，如图所示。
天津机电职业技术学院
完成材料指派
任务3 吊钩有限元分析

基于Hypermesh的牵引车车架拓扑优化及有限元分析

化设计的阶段．所以只能对车架横梁的布置进行优化．而无法对纵梁结构进行优化。本文采用Ａｌｔａｉｒ公
司的０Ｄｔｉｓｔｒｕｃｔ模块在三维空间下建立了车架拓扑优
化模型，采用六面体单元进行优化设计，并建立了多
ｆｒａｍｅｓｔｒｅｓｓｆａｌｌｓｂｅｌｏｗｔｈｅｙｉｅｌｄｌｉｍｉｔｏｆｍａｔｅｉａｒｌ，ａｎｄｆａｔｉｇｕｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｌｓｏｍｅｅｔｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ，ｐｒｏｖｉｎｇｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．
．
设计开发．
基于Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ的牵引车车架拓扑优化及有限元分析 ★
徐鑫海韩振南
（太原理工大学）
【摘要】结合某车架设计过程，利用Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈｏｐｔｉｓｔｒｕｃｔ模块并采用变密度方法进行初期拓扑优化概念设计，得
个工况下的拓扑模型．对横梁的布置以及纵梁的形
状进行了优化设计最终设计方案采用了变截面纵
梁．这种纵梁不仅可以使整车重心降低、提高车辆稳定
性．还能减少车架所用材料．降低了生产成本。最终车架结构的有限元分析结果证明。此设计方法行之有效。

基于Hypermesh的中型货车车架有限元分析与优化

H yp e rm e sh中具有几何型面的网格自动化分模块 ,导入曲面数据时 ,有时存在缝隙、重叠、错位等缺陷 ,边界错位经常引起网格扭曲 ,导致单元质量不高 ,求解精度差。因此 ,分析之前的几何清理 ,变得十分重要 ,它决定分析能否进行 ,影响分析的效率和精确度。通过消除错位和小孔 ,压缩相邻曲面之间的边界 ,消除不必要的细节 ,就能够提高整个划分网格的速度和质量 ,提高计算精度。
Truck Fram e Ba sed on Hypermesh
ZHO NG Pe i - si, X IN J i - guang, L IU Feng - jing, L IU M e i (Advanced M anufacturing Technology Center, Shandong University of Science and Technology, Q ingdao 266510, China)
0 引言载重货车车架 ,作为货车各大总成的载体 ,是
重要的受力部件。车架工作时要承受扭转、弯曲等多种载荷产生的弯矩和剪切力 ,设计中足够的强度、足够的抗弯刚度和合适的扭转刚度分析是至关重要的。在现实应用过程中 ,经常会出现车架强度和刚度不足导致的疲劳破坏和断裂。
Hypermesh是一个高效的有限元前后处理器 , 能够建立各种复杂的有限元和有限差分模型 ,与多种 CAD 和 CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。 Hypermesh 环境下的结构静力分析 , 用来计算在固定不变的载荷作用下的响应 ,即由于稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变和力等。利用 Hypermesh的前后处理 ,对中型货车的车架进行有限元分析 ,并对车架不合理部位进行优化。 1 车架模型建立与 Hypermesh处理

综合应用UG,HyperMesh和MSCMarc软件进行有限元分析

综合应用ＵＧ，ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ和ＭＳＣＭａｒｃ软件进行有限元分析有限元法［1］作为求解复杂工程问题的重要方法，应用非常广泛.近几十年来，随着计算机技术和数值分析技术的迅速发展，有限元法理论及其算法已趋于成熟.由于有限元法具有高度通用性和实用性，从而导致各类有限元通用软件的飞速发展.目前，将有限元理论、计算机图形学以及优化技术相结合而开发的各类专用有限元软件，能高速高效地解决各类有限元问题.在工程应用中，各类专用有限元软件在几何建模、网格划分、分析计算及结果处理方面各有特色.虽然很多情况下只需某一软件就能完成整个有限元分析过程，但过程往往比较复杂、效率不高且容易出错.因此，充分发挥各软件的长处，综合运用各软件就显得尤为必要.本文根据UG软件［2］、HyperMesh软件［3，4］和MSC Marc［5，6］软件的不同特点，在有限元几何建模、网格划分、分析计算以及结果处理过程中，扬长避短，综合运用这些软件解决工程实际问题，整个处理过程条理清楚.相对于单一软件处理，多软件综合应用能提高解决问题的效率和精度.1 UG，HyperMesh和MSC Marc软件及其特点简介1.1 UG软件UG软件是美国EDS公司的产品，采用基于约束的特征建模和传统几何建模为一体的复合建模技术，建模高速高效，在曲面造型方面特别强.最突出的优点就是其几何建模功能非常强大，缺点是格划分及有限元分析计算和后处理方面较为薄弱.1.2 HyperMesh软件HyperMesh软件是美国Atair公司的产品，其优点有：(1）有限元网格划分时操作简单方便，网格划分速度快；(2）有限元网格划分时质量易于控制，便于调整和修改，划分有限元单元质量非常好，能满足实际工程分析需要；(3）与其他多种CAD和CAE软件有良好的接口.与UG软件相比，HyperMesh软件的建模功能较为薄弱.与MSC Marc软件相比，在有限元分析时材料类型和单元类型数量较少，求解方法难以设置，在有限元分析计算与结果处理方面的性能也有一定差距.1.3 MSC Marc软件MSC Marc软件为美国MSC公司的产品，该软件的优点为：(1）具有功能齐全的多种高级非线性有限元求解器，可以处理各种线性与非线性结构分析；(2）单元库提供数百种单元类型，包括结构单元、连续单元和特殊单元，几乎每种单元都具有处理大变形、几何非线性、材料非线性(包括接触在内的边界条件非线性)以及组合的高度非线性的超强能力，能满足绝大部分工程的实际需要；(3）材料库内容十分丰富，具有多种线性与非线性及复杂材料模型；(4）分析时采用具有高数值稳定性、高精度与快速收敛的高度非线性问题求解技术，并采用加载步长自适应控制技术，可自动确定非线性分析和动力响应的加载步长，从而保证计算精度.MSC Marc的缺点是其几何建模和网格划分功能较差，且操作不方便，尤其是对于比较复杂的结构更为困难.2 UG，HyperMesh和MSC Marc在有限元分析中的综合运用有限元软件的综合运用，目的在于充分发挥各软件的长处，避免其不足，从而使软件几何建模、网格划分、分析计算及结果处理的整个过程高速高效、条理清楚、不易出错，且容易操作和修改.根据以上对UG，HyperMesh和MSC Marc软件各自特点的分析，可以看出：先使用UG软件进行几何建模，然后利用HyperMesh进行有限元网格划分，最后采用MSC Marc进行计算分析及结果处理，可以大大提高整个分析过程的效率，其求解也能符合实际需要.对UG，HyperMesh和MSC Marc软件综合应用的整个过程见图1.在此过程中的准备工作主要包括：确定有限元分析对象的几何尺寸、材料特性、边界条件以及所需要分析的内容.使用UG软件建立几何模型后，可直接保存为UG软件的默认文件类型，也可保存为“*.iges”或“*.igs”格式，以备HyperMesh使用.HyperMesh直接使用UG默认的文件类型时，需要在计算机操作系统中设置正确的环境变量.以Unigraphics NX和HyperMesh 6.0为例，其具体方法如下：首先进入“我的电脑（点击右键）→属性→高级→环境变量→系统变量”，编辑系统变量中的path项，在其中添加“%UGII-ROOT-DIR%”，注意该项与其他项之间要用“；”隔开.另外，还要检查“UGII-ROOT-DIR”项，看其路径设置是否正确.将UG软件建立的几何模型直接导入HyperMesh的过程为：在HyperMesh操作界面中进入“files→import→GEOM（选中）→UG-NX（选中）”，然后点击“import”，并根据文件路径及其文件名选择需要导入的UG文件.“*.iges”或“*.igs”等其他格式文件导入方法和过程与此类似.利用HyperMesh划分网格结束后，要保存为合适的格式，以便分析软件时使用.将HyperMesh 6.0划分的有限元网格导入到MSC Marc软件的过程如下：(1）在HyperMesh软件中进行网格划分后，进入“files→export“，选中“template”选项，在“template”栏后点击“load”，选择合适的模型临时文件，如果进行二维单元分析（有限元单元为面单元），则选“../hw6.0/templates/feoutput/marc/stress2d.tpl”文件；如果进行三维单元分析，则选“../hw6.0/templates/feoutput/marc/stress3d.tpl”文件.在“output”栏后直接输入保存的文件路径及其文件名或点击“write as”，然后选择文件路径并输入文件名.在这里还需要注意的是保存的文件名为数据文件类型，尾缀为“*.dat”.(2）在MSC Marc软件中，导入有限元网格数据文件，具体过程为：在静态菜单（界面下方）上选择“files”,点击面板“interfaces”下的“import”按钮，选择“marc input file”，或点击面板“marc input file”下的“read” 按钮，然后在预先设定的位置找到所需数据文件，然后点击“OK”即可.在整个有限元分析过程中，熟悉有限元基本理论是基础，掌握各软件的使用方法是关键.另外，保证各软件间的数据在导入和导出过程中的正确性也非常重要.3 UG,HyperMesh和MSC Marc综合运用实例某齿轮箱体底面固定，齿轮激励作用等效在轴承孔处，激励力的作用为Af(t)（A为加权系数），材料为普通钢.现综合使用UG,HyperMesh和MSC Marc软件求解箱体前端面中央处的加速度响应.具体求解过程如下：(1）首先利用Unigraphics NX 2.0建立几何模型（见图2），并保存为默认格式文件；(2）在HyperMesh 6.0中，将UG中建立的几何模型导入，进行有限元网格划分，检查并修改使网格质量达到合格要求（见图3），然后保存为MSC Marc环境所能导入的数据文件（文件格式为“*.dat”）；(3）在MSC Marc 2003中，读取该数据文件（见图4），并在其环境下正确设置边界条件（见图5）、材料属性、几何特性、单元类型以及求解方法、求解时间、求解步长、求解结果类别等，最后进行计算求解.求解后MSC Marc中f(t)的时间历程见图6，计算点加速度响应的时域图见图7.在整个建模、有限元网格划分、数据计算及后处理过程中，各选项及参数设置方便，整个过程操作流畅、效率很高，且计算结果精度能满足工程实际需要.4 结论综合使用多种有限元软件进行有限元分析及其前后处理，有利于各软件扬长避短，从而使建模、网格划分、计算分析及结果处理等过程操作方便，计算准确，效率和精度大大提高.。