车辆结构有限元瞬态动力学分析
半挂牵引车整车结构有限元分析的开题报告
半挂牵引车整车结构有限元分析的开题报告一、研究背景和意义随着交通运输业的发展，半挂牵引车的使用越来越广泛，而对其安全性能的研究也越来越重要。
传统的半挂牵引车结构设计多采用经验式或试错方法，难以充分考虑车辆在行驶过程中所受到的各种力和变形，因此需要采用有限元方法对其整车结构进行分析和优化设计。
本研究旨在通过有限元分析方法，建立半挂牵引车整车模型，对其结构进行静力学和动力学分析，探索提高半挂牵引车结构的安全性能和效率的途径，为半挂牵引车的工程设计和制造提供理论依据和技术支持。
二、研究内容和方法本研究将采用有限元分析方法，建立半挂牵引车整车模型，研究其静力学和动力学性能。
具体研究内容包括：1. 建立半挂牵引车整车有限元模型，包括车架、车轮、悬架系统、驱动系统等部件。
2. 对半挂牵引车整车进行静力学分析，计算其在不同载荷条件下的应力和变形情况，并分析其承载能力和耐久性。
3. 对半挂牵引车整车进行动力学分析，模拟车辆在行驶过程中所受到的各种力和变形，计算其对车辆性能的影响。
4. 优化半挂牵引车整车结构设计，探索提高车辆结构安全性和效率的途径。
本研究主要采用理论分析和计算机仿真方法进行。
三、研究计划本研究计划分为以下阶段：1. 文献调研和理论分析，研究有限元分析方法在半挂牵引车整车结构分析中的应用，明确研究的目的和内容。
2. 建立半挂牵引车整车有限元模型，包括车架、车轮、悬架系统、驱动系统等部件。
3. 对半挂牵引车整车进行静力学分析，计算其在不同载荷条件下的应力和变形情况，并分析其承载能力和耐久性。
4. 对半挂牵引车整车进行动力学分析，模拟车辆在行驶过程中所受到的各种力和变形，计算其对车辆性能的影响。
5. 优化半挂牵引车整车结构设计，探索提高车辆结构安全性和效率的途径。
6. 编写研究报告，总结研究成果，并提出进一步研究的方向和建议。
四、预期成果和意义通过有限元分析方法，本研究将得到半挂牵引车整车结构的静力学和动力学特性参数，为提高半挂牵引车结构的安全性能和效率提供技术支持。
06-01车辆结构有限元模态分析
一、有限元模态分析基础
车辆结构的固有振动频率和振型可以从 两个方面获得： （1）通过对实际样车进行试验，识别出结构 的各阶模态频率和振型； （2）通过理论分析计算得出结构的各阶模态 和振型。
一、有限元模态分析基础
需要明确的是模态分析中只有线性行为 是有效的。如果分析中含有接触单元，则系 统取其初始状态的刚度之，并不再改变此刚 度值。模态分析中必须制定杨氏模量EX和密 度DENS（或某种形式的质量）。
一、有限元模态分析基础
模态分析要点： 1）必须要定义杨氏模量EX和密度DENS； 2）网格的划分对后续分析影响较大； 3）约束与否以及约束的位置对模态分析影响 较大。
一、有限元模态分析基础
模态分析分为三大类：自由模态分析、 约束模态分析、带预应力的模态分析。 所谓“自由”就是被分析的部件没有任 何的约束，有限元分析的频率就是部件的固 有频率。 约束模态是分析前处理好部件工作时的 边界条件，模拟工况。
一、有限元模态分析基础
模态分析的主要目的是用于确定系统振 动特性，即系统结构的固有频率及与此相对 应的振型。由于车辆在行驶过程中受到各方 面的动态载荷，如路面不平、发动机相关的 振动冲击等，使得车辆发生振动。 为避免因系统结构的固有频率与其他动 态载荷的频率相同相近而引发的共振，一般 需对车辆零部件进行模态分析。模态分析是 瞬态动力学、谐响应和谱分析等的基础。
车辆结构有限元分析
常熟理工学院（东南校区）
汽车工程学院——胡顺安
第六章 车辆结构有限元模态分析
有限元模态分析基础 悬臂梁约束模态分析 发动机曲轴自由模态分析 发动机曲轴约束模态分析
一、有限元模态分析基础
模态分析是振动工程理论的一个重要分 支，是研究结构动力特性的一种近代方法。 通过它可以确定机械系统的固有频率、振型 和振型参与系数，即在特定方向上某个振型 在多大程度上参与了振动。
用有限元方法进行摩托车动力响应分析报告
用有限元方法进行摩托车动力响应分析文>>月辉史春涛骞郝志勇摘要本文采用有限元方法对某125型骑式摩托车进行了动力响应分析。
文章首先建立了摩托车整车的有限元模型，并利用该模型进行摩托车整车的动态特性计算，取得了和实验模态分析一致的结果。
而后分析了摩托车在发动机激励和路面不平度激励下的整车动力学响应特性，得出了具有工程参考价值的结论。
关键词摩托车应力有限元法本文采用有限元方法研究了摩托车整车结构的动态特性，并进行了在各种激励作用下的动力响应分析，得到了发动机车架的应力场，可用于进一步的摩托车强度分析。
1、摩托车有限元模型的建立摩托车有限元模型如图1所示。
摩托车的车架结构大多是由各种截面形状的梁组合而成的空间框架结构，而且其截面尺寸，包括直径、壁厚，与构件长度相比很小，因此选用空间的直梁或者曲梁单元来离散车架结构，而车架的一些板件和加强盘可以采用空间板元模拟，各种梁单元的截面力学特性可用有限元程序的前处理模块或CAD软件计算。
摩托车的发动机具有较大质量，同时也具有很大刚度。
考虑到发动机在车体结构中所起的作用及变形小的特点，将发动机简化为若干个板单元，这些板的总质量应与发动机的质量相同。
然后，根据发动机与车架的实际连接方式，将由这些板单元模拟的发动机与车架组装到一起。
摩托车的减振器主要作用是支撑车体并缓和振动与冲击。
考虑到减振器的结构与作用，简化后减振器的模型在受到载荷时应具有较大的轴向位移，同时又要有较大抗弯刚度。
本文把减振器简化为一种梁单元和弹簧阻尼单元的综合体——轴向刚度由弹簧阻尼单元提供，而抗弯刚度由梁单元提供。
摩托车车轮主要由轮胎和轮辋组成，其中轮胎直接与路面接触，与摩托车悬挂共同缓和摩托车行驶时所受到的冲击，并协助减振，轮辋是固定轮胎的骨架，它与轮胎共同承受作用在车轮上的负荷。
轮辋可以采用若干个梁单元模拟，轮胎则可用弹簧单元模拟，弹簧单元的刚度应相等于轮胎等效刚度。
对于前后车轮轴及后摇臂架和转向车头立管等能够相互转动的结构，可以采用释放端点自由度的方法用梁单元来模拟。
轻型客车白车身有限元建模及动静态特性分析
研究问题和假设
本次演示的研究问题主要集中在客车车身骨架结构的有限元分析方面，包括 车身骨架结构静动态特性分析、碰撞安全性能评估和结构优化设计等。在此基础 上，本次演示提出以下假设：
1、客车车身骨架结构有限元分析方法的有效性和可靠性得到了充分的验证；
2、客车车身骨架结构在各种工况下的静动态特性和碰撞安全性能可以通过 有限元分析准确模拟；
在碰撞安全性能方面，客车车身骨架结构的吸能性能和抗撞性能是碰撞安全 性的关键因素。有限元分析结果表明，采用合理的吸能材料和结构设计可以有效 提高客车车身骨架结构的吸能性能和抗撞性能。碰撞安全性能还受到车辆速度、 碰撞类型和碰撞位置等多种因素的影响，因此需要对这些因素进行全面考虑和评 估。
谢谢观看
1、建立模型：首先需要建立高速电主轴的精细模型，包括电机、主轴、轴 承等各个部件，并对模型进行必要的简化，以提高计算效率。
2、划分网格：将模型进行细网格划分，以便更精确地计算主轴的动静态特 性。
3、施加约束和载荷：根据实际情况，对模型施加必要的约束和载荷，如重 力、电磁力、热力等。
4、进行求解：通过有限元分析软件进行求解，得到主轴的动静态特性数据。
在静态特性方面，静态应力分析可以反映车身在不同载荷作用下的应力分布 情况，有助于评估车辆的结构强度和刚度。通过观察分析这些结果，可以全面了 解白车身的动态和静态特性，为车辆性能优化和安全性提升提供依据。
结果分析
通过对轻型客车白车身的有限元建模及动静态特性分析，可以得出以下结论：
1、有限元建模可以准确地模拟出白车身的结构和材料特性，为动静态特性 分析提供可靠的基础。
引言
高速电主轴是现代数控机床的核心部件，其动静态特性直接影响到机床的加 工精度和稳定性。随着科技的不断发展，有限元分析方法在机械领域的应用越来 越广泛，为机械设计和优化提供了强有力的支持。本次演示将通过有限元分析方 法，对高速电主轴的动静态特性进行深入研究，旨在为提高主轴的性能提供理论 依据。
瞬态动力学分析-PPT
2、瞬态动力学理论
2.1 完全法求解理论
不同时间积分算法的转换方法，需要插入以下命令流 TINTP, GAMMA, ALPHA, DELTA, THETA, OSLM, TOL, --, --, AVSMOOTH, ALPHAF, ALPHAM 在转换过程中，使用以上五个参数，来满足各自的算法即可
n
M i yi Ci yi K i yi F a
（14）
i1
i1
i1
在（14）式中左乘一个典型的模态振型i T
n
n
n
i T M i yi i T Ci yi i T K i yi i T F a
（15）
i1
i1
i1
自然模态的正交条件：
j T Ki 0 i j
（16）
jT M i 0
i j
（17）
2、瞬态动力学理论
2.2 模态叠加法求解理论
将正交条件应用到（15）式中
T
j
M
n
j
y j
j
T
C
n
j y
j
T
j
K
n
j
yi
j
T
F
a
i1
i1
i1
y j y j 和 y j 的系数如下：
使用质量矩阵进行归一化，即得 y j 的系数
j M j 1
y j 的系数
j C j 2 j j
j-第j阶模态的临界阻尼百分比； j-第j阶模态固有频率。
– ITS小到足够获取间隙“弹簧”频率；
– 建议每个循环三十个点，才足以获取两物 体间的动量传递。更小的ITS 会造成能量 损失，并且冲击可能不是完全弹性的。
汽车结构有限元分析
汽车结构的常规有限元分析本文介绍了与产品研发同步的5个有限元分析阶段，阐述了有限元模型建立过程中应注意的问题，简单介绍了汽车产品的4种常规分析方法，建立汽车设计标准的方法，以及3个强度分析范例。
范例1说明了有限元分析应注意的内容，范例2和3介绍了“应力幅值法”在解决汽车车轮轮辐开裂和汽车发动机汽缸体水套底板开裂问题的应用。
汽车是艺术和技术的结合。
一辆好车的主要特点是造型美观、有时代感、结构设计合理、轻量化、材料利用率高，车辆性能先进并且满足国家法规、标准和环保的要求，质量可靠、保养方便、低成本、用户满意、满足市场需求等。
在竞争日益激烈的汽车市场，汽车性价比已经成为市场竞争的焦点。
采用有限元的常规分析技术，用计算机辅助设计代替经验设计，预测结构性能、实现结构优化，提高产品研发水平、降低产品成本，加快新产品上市。
1. 与产品研发同步的5个有限元分析阶段在汽车产品研发流程中，一般有如下5个同步的有限元分析阶段：第0阶段：对样车进行试验和分析；第1阶段：概念设计阶段的分析；第2阶段：详细设计阶段的分析；第3阶段：确认设计阶段的分析；第4阶段：产品批量生产后改进设计的分析。
有限元分析在产品研发的不同阶段有不同的分析目的和分析内容。
有限元分析和试验分析是互相结合和验证的。
在详细设计阶段，有些汽车公司对白车身和成品车车身都进行有限元分析，有些汽车公司只对白车身进行有限元分析。
2. 有限元分析的关键环节――建立合理的有限元模型有限元模型的建立是有限元分析的关键环节。
通过力学分析，把实际工程问题简化为有限元分析的问题，提出建立有限元模型的具体意见和方法，确定载荷和位移边界条件，使得有限元分析有较好的模拟（仿真）效果。
前处理自动生成的网格可能存在问题。
建立有限元模型的好坏直接影响计算结果的误差和分析结论的正确性。
在结构的几何图形上，划分有限元网格是建立有限元模型的主要内容之一。
在用有限元分析的前处理自动生成网格时，特别是用常应变单元自动生成有限元网格时要非常注意，有可能存在问题，应引起注意，必要时加以改进。
轻型客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告
轻型客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、课题背景：近年来，轻型客车成为了日常生活中最常见的交通工具之一。
由于轻型客车的使用量极大，因此对其安全性、行驶舒适性等方面的研究越来越受到关注。
在此背景下，对轻型客车车身进行有限元建模并分析其静、动态特性具有重要意义。
二、研究意义和目的：轻型客车车身是其结构中最重要的部分之一，对车辆的稳定性和通过性能有着重要影响。
基于此，本研究旨在通过建立轻型客车车身的有限元模型，对其静、动态特性进行分析，以期为车辆工程师的设计和改进提供理论基础。
三、研究内容和方法：1. 轻型客车车身有限元建模通过对轻型客车的结构、材料、负载条件等进行分析，建立具有实用性的复杂有限元模型，模型考虑车身的各种方向的载荷、边界条件和约束条件。
2. 静态力学特性分析对建立的有限元模型进行静力学分析，包括应力、应变等静力学参数的预测和分析，根据分析结果对车身结构进行优化设计。
3. 动态特性分析对有限元模型进行动力学分析，分析车身的自然频率、振幅、加速度等动力学参数，并预测其在不同路面条件下的动态特性。
四、预期成果：1. 建立实用的轻型客车车身有限元模型；2. 分析轻型客车车身的静、动态特性；3. 提供轻型客车车身设计和改进方面的理论指导。
五、研究难点：1. 车身多材料、多工况的有限元建模；2. 车身静、动态特性的计算精度控制；3. 车身优化设计。
六、研究计划：第一年：1. 收集轻型客车车身的相关数据和材料信息，制定有限元建模计划；2. 完成建立车身有限元模型，并进行验证；3. 开始进行车身的静态分析。
第二年：1. 完善车身有限元模型，优化模型设计；2. 完成车身的动态分析，并初步分析其在不同路面条件下的动态特性；3. 分析模型误差，并进行模型精度控制。
第三年：1. 在第二年的基础上，进一步完善模型设计和分析；2. 论文撰写和论文答辩。
七、参考文献：1. 胡鹏程. 基于有限元分析的轻型客车车身优化设计[D]. 南昌大学, 2018.2. 张亮, 王颖, 郑礼顺,等. 轻型客车车身优化设计方法研究[J]. 车用发动机, 2018, (9): 46-50.3. 郭博士, 张宇浩, 赵伟. 基于有限元分析的轻型客车车身刚度优化研究[J]. 机械设计与制造, 2019, 38(1): 142-144.。
车辆动力传动系统有限元结构分析-邵朋礼[2]
![车辆动力传动系统有限元结构分析-邵朋礼[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/4f0c3eaad1f34693daef3ee7.png)
车辆动力传动系统有限元结构分析邵朋礼王剑(中国北方车辆研究所 北京969信箱51分箱 100072)摘要：该文研究某特种车辆动力传动系统的结构强度问题，对其进行有限元分析计算，并提出结构改进措施和建议。
该系统由发动机、传动箱、变速箱、连接件和支座等零部件组成，结构非常复杂，因此对其进行了合理简化和建模，从而使该大型有限元分析问题顺利完成。
该研究使用的有限元软件为ANSYS。
关键词：传动系统；有限元分析；ANSYS1 概述本文讨论的某车辆动力传动系统由大功率发动机、前传动、变速箱、连接体、动力传动支承等组成，动力传动系统性能的优劣直接影响整车机动性能的发挥。
为了确保动力传动系统工作的可靠性，为优化和改进设计提供理论依据，在方案设计阶段对动力传动系统进行有限元刚强度分析计算，具有很大的必要性和重要性。
此次分析计算使用的软件是有限元分析软件ANSYS，运行平台是Windows XP。
经过计算，可以详细了解发动机、传动箱、变速箱、连接件和支撑座关键部位的应力、变形分布状况，即刚强度情况，以检验本系统各部件是否达到刚强度要求，如不满足，则需要优化加强；如刚强度无必要的过大，则为结构减重提出可行的改进措施。
由于本动力传动系统由结构复杂的发动机、传动箱、变速箱和连接件组成，对其做有限元分析有较大的工作量和难度。
首先，必须对由Pro-E建模的这些部件进行修改，因为原始的Pro-E模型不是为有限元计算而建造的，隐含着许多不适合有限元计算的问题，必须加以修正。
并且要做适当合理的简化，然后才能进行有限元网格划分、施加力学边界条件、材料条件以及进行有限元计算与结果处理。
该传动系统的结构强度要求是除了承受最大工况载荷和自重外，还要能承受来自地面6g加速度的冲击。
（由于保密原因，文中没有附图片）2 有限元模型的建立该动力传动系统的有限元模型是在各部件Pro-E模型基础上建立的，在进行模型修改工作中，要重点考虑受力大的关键部位要与实际结构和载荷状况准确一致，例如传动箱、连接件和发动机支座等处的螺栓、螺钉一定要精确考虑，这样才能准确模拟结构的实际强度。
有限元分析丨瞬态动力学分析
有限元分析丨瞬态动力学分析瞬态动力学分析（Transient Structural）是结构有限元分析中非常重要的模块，下文是学习过程的一些积累，仅供参考学习使用，如有错误请指正！目录9.1 瞬态动力学分析简介瞬态动力学分析（Transient Structural）是用于分析载荷随时间变化的结构的动力学响应的方法。
用于确定结构在受到稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合下随时间变化的位移、应变和应力。
惯性力和阻尼在瞬态动力学中非常重要，如果惯性力和阻尼可以忽略，则可以用静力学分析代替瞬态动力学分析。
瞬态动态分析比静态分析更复杂，计算消耗和时间消耗较大。
通过做一些初步的工作来理解问题的物理性质，可以节省大量的资源。
9.2 瞬态动力学分析应用承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门、导弹发射阶段等；承受各种随时间变化载荷的结构，如：桥梁、地面移动装置等；承受撞击和颠簸设备，如：机器设备运输过程。
9.3 瞬态动力学行业标准GB/T 2423.35-1995 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GJB 150-18 军用设备环境试验方法：冲击试验表9.1 脉冲加速度和持续时间（1）半正弦波半正弦形脉冲适用于模拟线性系统的撞击或线性系统的减速所引起的冲击效应，例如弹性结构的撞击。
图半正弦脉冲例：峰值加速度为15G，脉冲持续时间为11ms，Z方向冲击为例图 workbench中输入半正弦波输入载荷类型为加速度（Acceleration）条件，其中Define By选择Components，在Z Component处选择函数（Function），在等号后输入：Asin（ωt），ω=2π/Ta=14700*sin（2π*time/0.022）=14700*sin（2*180*time/0.022）=14700*sin((16363.636*time)^2)^0.5)mm/s2。
注意：单位为角度制，由于此处函数符号不支持绝对值运算符（abs）。
汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用
汽车底盘车架设计中的有限元分析技术应用对于汽车制造商和设计师来说，设计一款坚固、耐用且安全的底盘车架是至关重要的。
在现代汽车设计过程中，有限元分析技术（Finite Element Analysis, FEA）被广泛应用于底盘车架设计中，以保证其结构的可靠性和性能。
本文将探讨有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用，并介绍其在结构优化、材料选择和碰撞安全等方面的重要作用。
有限元分析技术是一种计算求解结构力学问题的数值分析方法，通过将底盘车架分割成有限个小单元（有限元），借助计算机进行离散化求解，从而得到车架在外力作用下的应力、应变、位移等力学响应。
这一计算模型可以准确描述车架的力学特性，并预测其结构行为。
首先，有限元分析技术在汽车底盘车架设计中的应用之一是结构优化。
通过对车架的有限元模型进行各种负载条件和约束条件的分析，设计师可以确定哪些局部区域受到最大的应力，从而确定哪些地方需要加强或重新设计。
例如，在汽车底盘车架的连接点和受力集中的区域，可以使用有限元分析来评估应力分布情况，以确保其强度和刚度满足设计要求。
此外，有限元分析还可以帮助设计师优化车架的减重设计，在保证结构安全性和刚度的前提下最大限度地降低车重，提高燃油经济性。
其次，有限元分析技术在材料选择方面也发挥着重要作用。
通过在有限元模型中引入不同材料的特性参数，设计师可以比较不同材料组合的效果，选取最佳材料以满足设计要求。
例如，比较不同材料的强度、刚度、耐腐蚀性等特性，以在保证结构安全性的前提下选择最轻最强的材料。
这种材料选择的优化可以有效地提高整个车架的性能，并且在节约成本的同时提高车辆的可靠性和可维护性。
最后，有限元分析技术在碰撞安全方面也具有重要意义。
通过对车架在碰撞事故时的有限元分析，设计师可以模拟和预测车辆受到冲击后的结构变形、应力分布和吸能能力等。
这对于汽车碰撞安全的设计和评估非常重要。
通过有限元分析的结果，设计师可以根据不同碰撞力的作用方式，合理设计车架吸能结构，以保护车辆内部乘客的安全。
长安大学汽车结构有限元分析
汽车结构有限元分析一：有限单元法的思想：从数学角度看，其基本设想是通过离散化的手段，将偏微分方程或者变分方程变换成代数方程求解。
从力学角度看，其基本思想是通过离散化的手段，将连续体划分成有限个小单元体，并使他们在有限个节点上相互连接。
在一定精度要求下，用有限个参数来描述每个单元的力学特性，整个连续体的力学特性可以认为是这些小单元体的力学特性综合，从而建立起连续体的力的平衡关系。
二：有限元方法的应用：整车及零部件的强度疲劳寿命分析；整车及零部件刚度分析；整车及零部件的模态分析；汽车NVH分析；整车碰撞安全性分析；设计优化分析；气动或者流场分析；热结构耦合分析。
三：汽车结构有限元分析的流程：1、将连续分割成有限大小的区域:，这些小区域即为有限单元，单元之间以节点相连。
2、选择节点的物理量，如位移、温度作为未知量，对每个单元假设一个简单的连续位移函数来近似模拟其唯一分布规律3、利用有限单元法的不同解法，如根据虚功原理建立每个单元的平衡方程，形成单元性质的矩阵方程。
4、将各个单元在组装成原来的整体区域，建立整个物体的平衡方程组，形成整体刚度矩阵。
5、引入边界条件，即约束处理，求解出节点上的未知数。
四：弹性小挠度薄板弯曲基本假设：1、变形前垂直于中面的法线在变形后仍是弹性曲面的法线。
2、板厚方向的位移沿板的厚度是不变的，与中面的ω一致。
五：总刚度矩阵的性质：1、对称性2、稀疏性3、带状分布4、奇异性证明∑X=0∑Y=0结构处于平衡【边界约束前具有1-4的性质约束后有1-3的性质】六：什么叫等参单元等参单元有何优点和特点等参数单元简称等参元就是对单元几何形状和单元内的参变量函数采用相同数目的节点参数和相同的形函数进行变换而设计出的一种新型单元。
优点1、形函数用局部坐标表示2、局部坐标与直角坐标变换通过几何参数表达3、坐标变换几何参数量与形函数节点参数数量相同4、各类等参数单元构造方法相同。
七：什么是模态分析模态分析是研究结构动力特性一种近代方法是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。
汽车结构有限元分析汽车结构有限元分析实例PPT学习教案
汽车结构设计准则与目标
详细设计阶段
1.车身强度与刚度分析及其灵敏度分析 2.白车身弯曲刚度和扭转刚度 3.截面分析与接头刚度分析
截面分析：检查截面尺寸的正确性； 优化板件的厚度；
接头刚度分析：保证接头的刚度达到一定的刚度值； 截面特性对刚度的影响： 截面特性对扭转刚度的影响； 截面特性对弯曲刚度的影响；
第5页/共49页
9.耐久性分析 使整车的疲劳特性满足一定
的设计要求；
道路载荷下车身强度分析；
道路载荷下底盘部件疲劳耐 久性分析；
车身焊点疲劳寿命评估；
在先期评估产品的总体设 计目标时，要分级分项制订目 标，包括整车第6页分/共4级9页 、总成分级 及零部件分级。定义零部件层
汽车结构设计目标值确定方法
第20页/共49页
4、 汽车结构刚度分析
车身静刚度达到了一定值可以保证车身能够承担 动态工作载荷，减小车身振动，提高低阶模态频 率，增强车身可操纵性等，
车身耐久性与车身刚度也有关联。
一般而言，刚度不足会使部件产生变形而破坏零 部件之间的相对位置，从而引起应力集中，降低 零部件的使用寿命。
除了车身刚度（车身弯曲刚度、扭转刚度）等整 体指标外，还有前后风窗对角线、前后门对角线、 前围板下部变形、整车纵向弯曲和扭转变形等， 都有详尽的指标。
在建模前制订网格划分标准
第14页/共49页
白车身有限元模型 及计算结果图示
第15页/共49页
--- @3客车骨架有限元分析 车身骨架+等效悬架系统的有限元模型
有限元模型建立： 简化原则； 分块模建 ； 悬架系统等效有限元模型。
建模过程------经过初步建 模，反复检验与多次修改并完 善，形成一个实用的计算模型。 随后又将试验第16结页/共4果9页 与有限元分 析结果进行对比，部分修改模
汽车制造毕业论文轻卡整车有限元静力学动力学分析
汽车制造毕业论文轻卡整车有限元静力学动力学分析汽车制造毕业论文|轻卡整车有限元静力学动力学分析应用PATRAN建立轻卡车架、悬挂、车身等整车模型，并施以合理的约束边界条件，在考虑各种载荷下对整车的静强度进行分析计算与评价，并提出了合理可行的改进建议和措施。
为考察整车的动应力分布，通过在多体动力学软件ADAMS中构建整车的刚柔混合模型，并进行实际道路的模拟仿真，再利用其与NASTRAN的接口在NASTRAN中进行动响应计算，得到整车的动应力时间历程，从而为疲劳分析奠定基础。
在产品开发早期阶段应用CAE技术，仿真产品的各种性能来引导设计，提供产品品质验证并优化细节设计，最大限度的减少重复制作物理样机的次数，保证开发质量，最终达到缩短产品的市场化周期，缩短产品开发周期的目的。
针对全新开发的轻卡系列，利用MSC.NASTRAN软件对车身、车架的模态、刚度、强度进行分析计算，发现设计中存在的不足，并提出合理可行的改进措施，最终使整车强度和刚度满足要求。
1、整车有限元建模在构建有限元模型时，利用MSC.PATRAN软件良好的CAD接口，从外部输入UG、PRO/E三维模型，依据相关原则进行几何清理与简化，应用PATRAN的有限元前处理功能，通过建立单个零件有限元模型，最终形成整车有限元模型。
整个模型单元725015个，节点589235.有限元模型见下图。
2、整车静强度计算汽车静止时车架只承受弹簧以上部分的载荷，它是由车架和车身的自身质量、装在车架上各总成的质量和装载质量所受的重力组成，其总和称为车架的静载荷。
此次计算共提供两种工况。
弯曲工况：有限元分析过程中，要求有足够的约束条件以消除刚性位移，因此，约束前轮中心线位置上的节点的3个移动自由度、后轮中心线位置上的节点的2个移动自由度，作为整车约束。
扭转工况：在弯曲工况的基础上，按规范将右前轮抬高到某一数值。
计算得到的车身、车架应力云图如图2所示。
通过分析，发现车身最大应力部位主要位于前地板和中地板的凸起鼓包、曲率急剧变化处及某些支撑部位。
基于有限元分析的汽车车身结构优化设计研究
基于有限元分析的汽车车身结构优化设计研究近年来，汽车行业的快速发展带来了对汽车车身结构优化设计的更高要求。
借助有限元分析技术，汽车制造商可以通过精确的计算模型和可靠的仿真分析方法，对车身结构进行优化设计，以提高车辆的安全性、舒适性和性能。
本文将基于有限元分析方法来探讨汽车车身结构的优化设计。
首先，我们需要建立一个准确的有限元模型。
有限元分析是一种数值计算方法，将复杂的实体划分为有限个小单元，通过对这些单元进行数学建模和求解，得到整体结构的应力、变形等力学性能。
在建模过程中，我们需要考虑车身的各个零件和组装方式，并将其转化为几何网格模型。
然后，使用有限元软件对模型进行离散化处理，划分出适当的单元类型，并设置边界条件和加载条件。
接下来，进行有限元分析。
有限元分析是通过数值计算方法对模型进行力学性能的求解。
在此过程中，我们可以模拟车辆在各种道路条件下的受力情况，进而评估车身结构的刚度、强度和振动特性等性能。
通过有限元分析，我们可以深入了解车身结构中的应力和变形分布情况，找出可能的疲劳寿命问题，并对车身构件进行刚度和强度优化。
在优化设计中，我们可以通过以下几个方面来改善车身结构的性能：1. 材料选择：选择合适的材料对车身结构的强度和重量具有重要影响。
在有限元分析过程中，我们可以通过尝试不同的材料和材料参数，来评估车身结构的强度和刚度。
例如，使用高强度钢材可以提高车身的刚度和安全性。
2. 结构优化：通过有限元分析，可以对车身结构进行优化，以减少重量、提高刚度和降低振动。
优化设计可以通过增加或减少零件的数量、修改形状和布局等方式进行。
通过迭代，可以找到最佳的结构方案。
3. 疲劳寿命评估：车辆在使用过程中会受到不断的振动和载荷作用，这可能导致疲劳破坏。
通过有限元分析，可以对车身结构的疲劳寿命进行评估，找出可能的疲劳破坏点，并进行相应改进，以延长车身的使用寿命。
4. 碰撞仿真：在汽车设计中，碰撞安全性是一个重要考虑因素。
车辆碰撞模拟中的有限元分析研究
车辆碰撞模拟中的有限元分析研究引言车辆碰撞是常见的交通事故形式之一，对车辆和乘员造成了严重的伤害和财产损失。
为了提高车辆的安全性能和减少交通事故的发生，有限元分析逐渐成为汽车工程中的重要工具。
本文将探讨车辆碰撞模拟中的有限元分析研究，并分析其应用前景。
一、有限元分析简介有限元分析是一种数值模拟方法，可以将实际的复杂结构离散成有限个简单的单元，通过有限元格子的变形来模拟结构的变化。
有限元分析既可以用于静力学问题，也可以用于动力学问题，包括车辆碰撞模拟。
在车辆碰撞模拟中，有限元分析可以准确地预测车辆在碰撞中的受力分布和变形情况，为安全性能的提升提供科学依据。
二、有限元分析在车辆碰撞模拟中的应用1. 车身刚度分析车辆碰撞时，车身的刚度将直接影响车辆的受力分布和变形情况。
有限元分析可以通过建立车身模型，计算车身在不同碰撞条件下的刚度，从而帮助车辆设计师优化车身结构，提高车辆的安全性能。
2. 碰撞部件优化设计碰撞部件是车辆碰撞中最容易受到冲击的部分，其设计和缺陷直接影响了车辆在碰撞中的安全性能。
有限元分析可以帮助车辆制造商在设计阶段评估并优化碰撞部件，以达到碰撞力分散和最大程度吸收冲击力的目的。
3. 安全气囊设计安全气囊是车辆碰撞中最重要的被动安全设备之一。
有限元分析可以模拟车辆在碰撞过程中安全气囊的展开和充气情况，准确预测安全气囊对乘员的保护效果。
基于有限元分析结果，可以对安全气囊的设计参数进行调整和优化，提高安全气囊的性能。
4. 碰撞模拟验证有限元分析可以将车辆碰撞模拟分为两个步骤：前处理和后处理。
前处理是指对碰撞模型的建立、网格划分和加载条件的设定。
有限元分析软件可以帮助工程师进行这些操作，从而创建可靠的碰撞模拟模型。
后处理是指对有限元分析结果的处理和解读。
工程师可以通过分析结果来评估碰撞模拟的效果，并与实际碰撞测试结果进行比对，以验证模型的准确性和可靠性。
三、有限元分析在车辆碰撞模拟中的优势和挑战1. 优势有限元分析在车辆碰撞模拟中有以下优势：- 可以准确预测车辆在碰撞中的受力分布和变形情况，为车辆设计师提供重要的参考依据。
有限元分析-动力学分析
谐响应分析
谐响应分析主要用于分析持续的周期载荷在结构中产生的 持续周期响应，以及确定线性结构承受随时间按正弦规律变 化的载荷时的稳态响应。 建立模型时必须指定弹性模量和材料密度，谐响应分析假 定所施加的所有载荷随时间按简谐规律变化，一个简谐载荷 需要三条信息：幅值、相位角、载荷频率范围。
谐响应分析实例
模态分析
一般而言，模态分析就是分析器件的谐振频率。模态分析 是谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析的起点。 任何物体都有自身的固有频率，也称特征频率，用系统方 程描述后就是矩阵的特征值。很多工程问题都要涉及系统特 征频率问题，一个目的是防止共振、自激振荡之类的事故发 生，历史上有名的事件就是，步兵按统一步伐过大桥，结果 把大桥震塌了。 飞机翅膀的频率分析的用途？ 飞机飞行时更要注意频率问题，避免与气流共振，风洞试 验就是测试这种力学结构问题。模态分析的目的是想办法提 高结构的特征频率,现在的手段就是改变、优化设计尺寸和设 法减小结构的质量。
瞬态分析
阻力和阻尼的区别？
阻力和阻尼的区别
1.阻尼的外延大，阻力的外延小 2. 系统的能量的减小——阻尼振动不都是因“阻力”引起 的，就机械振动而言，一种是因摩擦阻力生热，使系统的 机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼；另一种 是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐 射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。 3. 阻尼、临界阻尼、欠阻尼、无阻尼 4. 力学中的阻尼是什么？电学中的阻尼是什么？
静态分析
结构静力分析是有限元方法中最常用的一个应用领域。在 相当长的一段时间内，机械结构的设计，主要采用经验设计， 计算模型非常简单、粗糙，有的还根本无法计算。 我们大部分的计算分析目的主要是 1) 结构的最优方案设计：根据计算结果的分析和比较，按强 度、刚度和稳定性要求，对原方案进行修改补充，从而保证 合理的应力。 2) 分析结构损害原因：当结构件在工作中发生故障如裂纹、 断裂、磨损过大等缺陷时，可应用有限元分析，研究损害原 因，找出危险区域和部位，直到找到合理结构。
基于有限元法的车架动态特性分析
基于有限元法的车架动态特性分析基于有限元法的车架动态特性分析摘要：车架是汽车的核心结构部件，其动态特性对汽车整体性能具有重要影响。
本文基于有限元法，对车架的动态特性进行了分析，以提高车架的设计和优化。
1. 引言车架是汽车重要的承载结构，其主要承担车身重量以及传递汽车发动机、悬挂系统和其他部件产生的载荷。
车架的动态特性对汽车的操控性、安全性和舒适性等方面有着重要的影响。
因此，研究车架的动态特性对汽车工程具有重要意义。
2. 建模和求解方法在本文的研究中，我们采用有限元法对车架的动态特性进行分析。
首先，根据车架的实际结构，建立了车架的有限元模型。
然后，通过在有限元模型中引入合适的边界条件和加载条件，我们可以模拟车架在不同工况下的动态响应。
在求解过程中，我们采用了动力学有限元软件来计算车架的模态频率和模态振型。
利用模态频率和模态振型，我们可以进一步分析车架在不同工况下的振动特性。
同时，我们还可以基于模态分析的结果，设计车架的优化方案，以提高车架的刚度和减少振动响应。
3. 结果与讨论通过对车架的有限元分析，我们得到了车架的模态频率和模态振型。
这些结果有助于我们了解车架在不同振动模式下的响应特点。
同时，通过与实际车辆的测试结果进行对比，我们可以验证有限元模型的准确性和可靠性。
在讨论部分，我们还对车架的动态响应特性进行了分析。
我们发现，车架的自然频率与车身质量、材料性能等因素密切相关。
另外，车架在不同工况下的振动模式也会对整车的行驶性能产生影响。
因此，在车架设计和优化过程中，我们需要考虑这些因素，以实现更好的整体性能。
4. 结论本文基于有限元法对车架的动态特性进行了分析。
通过模态分析，我们可以了解车架在不同振动模式下的动态响应特性。
这有助于指导车架的设计和优化，提高汽车的操控性、安全性和舒适性。
未来，我们还可以进一步研究车架的动态特性，以应对更高要求的汽车工程应用。
综上所述，本研究采用动力学有限元软件对车架的模态频率和模态振型进行了计算，并通过模态分析得出了车架在不同工况下的振动特性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
导入几何并编辑，建立瞬态分析、双击Model
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
建立柱坐标系：
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
划分网格
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
Analysis Settings求解分析步控制1
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
Analysis Settings求解分析步控制2
可求解结果： 1）变形、应力、应变、速度、加速度； 2）力和弯矩反力；（暂时未找到例子） 3）连接、弹簧和螺栓预紧力。（暂时未找到例子）
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
汽车主轴由4部分组成，两个主轴通过两 个转销连接在一起，一端传递扭矩（分步加 载）、另一端约束。
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
暂且不论名 字正确和结构是 否是汽车上的。
四、小车瞬态动力学分析
施加一个远端位移作为驱动车架的动力源：
四、小车瞬态动力学分析
在Wheel_X和Block_X之间插入旋转副Revolute：
四、小车瞬态动力学分析
在滑块Block和车架Body之间建立移动副 Translational并插入弹簧Spring。
四、小车瞬态动力学分析
在滑块Block和车架Body之间建立移动副Translational：
5）载荷和约束
在瞬态动力学分析中，刚体部件类似于动力学 分析，载荷只能为惯性力、远端载荷、运动副条件。 由于刚体不能变形，故结构载荷及温度载荷不起作 用。
对于柔性体，任何载荷和约束都能加载，而且 各载荷均可用时间-历程载荷的形式加载，其数值可 为常数、表格数据或函数形式。
二、瞬态动力学分析基本流程
车辆结构有限元分析
第八章 车辆结构有限元瞬态动力学分析
瞬态动力学分析基础 瞬态动力学分析基本流程 汽车主轴的瞬态动力学分析 小车瞬态动力学分析
一、瞬态动力学分析基础
瞬态动力学分析（亦称时间历程分析） 是用于确定承受任意随时间变化的载荷的结 构动力学响应的一种方法。
瞬态动力学分析可以确定结构在静载荷、 瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下随时 间变化的位移、应变应力及力。
一、瞬态动力学分析基础
瞬态动力学应用广泛，对于承受各种冲 击载荷的结构，如汽车的门、缓冲器、车架、 悬架等；承受各种随时间变化载荷的结构， 如桥梁、建筑物等；以及承受撞击和颠簸的 设备等。
一、瞬态动力学分析基础
在Workbench中瞬态动力学的模型可以 是刚体的，也可以是柔性体。
Rigid刚体：在运动中和受力作用后，形状和大小不变， 而且内部各点的相对位置不变的物体。 Flexible柔性体：是相对于刚体的概念，强调了可变形性， 也可以是粘弹性或者弹塑料等。
Hale Waihona Puke 四、小车瞬态动力学分析采用VirtualTopology将路表面建立虚拓扑：
四、小车瞬态动力学分析
删除 中的所有子选项，重新建立连接： 建立轮胎与地面的摩擦：
四、小车瞬态动力学分析
分别建立轮胎与地面的摩擦：
四、小车瞬态动力学分析
在Wheel_X和Block_X之间插入旋转副Revolute：
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
Analysis Settings求解分析步控制3
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
载荷设定
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
边界条件设定
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
设置求解选项 1）求解Mises应力； 2）求解Directional Velocity 3）求解Deformation的Y向变形
需要多次调整， 把参考坐标系的X 轴调整到与移动 副方位要求一致。
四、小车瞬态动力学分析
在滑块Block和车架Body之间插入弹簧Spring：
四、小车瞬态动力学分析
在滑块Block和车架Body之间插入弹簧Spring：
四、小车瞬态动力学分析
划分网格
四、小车瞬态动力学分析
Analysis Settings设置： 施加重力加速度：
3）运动副 在瞬态动力学分析增加了Body-Groud、
Body-Body。
二、瞬态动力学分析基本流程
4）弹簧（Spring）
弹簧（Spring）用于连接不同部 件或将部件连接于固定点，弹簧的特 性是需要输入纵向刚度和阻尼，弹簧 的长度不允许为0，弹簧多连接于几 何体的点、线或面。
二、瞬态动力学分析基本流程
二、瞬态动力学分析基本流程
瞬态动力学分析与静力学分析中的不同处： 1）几何模型 柔性体：需要输入材料的特性包括密度、泊 松比、弹性模量等，非线性材料还要输入非 线性的一些特性参数；
对于刚体只需密度即可。
二、瞬态动力学分析基本流程
tinitia1l /(20*frespo)nse
二、瞬态动力学分析基本流程
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
设置求解选项
4）求解Deformation的X向变形（同3）
5）选择
，设置参数如下：
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
三、汽车主轴的瞬态动力学分析
四、小车瞬态动力学分析
四、小车瞬态动力学分析
导入car_hit.agdb，建立瞬态分析
四、小车瞬态动力学分析
双击Model，将所有零部件设置为刚体
一、瞬态动力学分析基础
载荷和时间的相关性使惯性力和阻尼作 用重要。瞬态动力学的基本运动方程是：
如果惯性力和阻尼作用不重要，上述方 程就成了静力学分析。
二、瞬态动力学分析基本流程
在Workbench中启动瞬态动力学分析：
二、瞬态动力学分析基本流程
瞬态动力学分析的基本步骤： 1）建立有限元模型，设置材料属性； 2）定义接触区域； 3）定义网格控制并划分网格； 4）制定边界条件； 5）设置Analysis Settings； 6）设置求解选项并求解； 7）对结果进行评价和分析。