中型载货汽车车架有限元静力学分析

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货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

)R 建立几何模型，应用 ’S/</ 建立有限元模型。
分别在各个铆钉的实际位置，应用短梁元来模拟部件间铆钉连接，短梁元用其真实的材料和截面尺寸，并使其沿自身轴线的转动刚度为零，保持平动自由度。整个车架有限元模型中包括：梁单元 Q13PT ， *.# 个；壳单元 /8(QQ*+ ，节点总数， $" -++ 个； $" .-" 个；共 * 万余自由度。为便于与测试结果进行比较，钢板弹簧、发动机、油箱、驾驶室、车厢等暂未考虑。车架纵梁、横梁部分采用 $*U3 钢，部分采用材料特性如表 $ 所列。 V!+.，
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析
考虑车厢影响的车架有限元模型的建立车厢及货物通过木块将载荷传递给车架，车厢
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车架弯曲工况计算该工况主要对载货汽车在满载状态下四轮着地
与车架通过 > 型螺栓及铆接搭块上的螺栓连接。车厢建模时采用三维梁单元，木块应用壳单元进行模拟以便将载荷传递给车架。整个车架有限元模型中包括：梁单元 ?-*2@，梁单元 A/B,%@@ ， 01# 个； % ##6 个；壳单元 CDE??0’ ， %# @6’ 个；节点总数： %0 6#% 个；共 %" 万余自由度。载荷处理时将车厢自身质量处理为惯性载荷，其它与光车架时基本相同。
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考虑车厢影响的车架强度、刚度分析车辆匀速直线行驶工况时车架强度、刚度分析
表明，车架的变形主要表现为驾驶室部位抬起约 %"
,,，尾部下弯 %1 ,,，与光车架变形相比减小 1 车架应力的最大值为 %@% 9:; ，小于光车架时 ,,；的 %6’ 9:; ，主要位于左右纵梁处。

重型半挂车架有限元静态分析

重型半挂车架有限元静态分析2007-12-18 [ 字体：大中小 ]1 概述重型半挂车的车架为边梁式结构，中间有两根主承载梁纵梁，纵梁为优质成型工字钢或焊接工字钢，其结构做成阶梯形，以降低重心。

两纵梁间采用焊接横梁，横梁采用优质钢板冲压成型或成型槽钢，两纵梁外侧采用翼梁焊接，翼梁为变截面优质钢板，横梁、翼梁与纵梁连接采用交叉结构，增加了车架抗弯强度和抗扭刚度。

整个车架是全金属结构焊接而成，车架前部可通过牵引销连接牵引车，中前部可停放重型履带式车辆，左右侧分别装有工具箱、防护网和备胎等附件，表面铺有压花钢板和若干防滑条，下部可通过钢板弹簧连接三个车桥，车架为对称结构，如图1所示。

有限元法是一种求解数理方程的数值计算方法，是解决实际工程问题的强有力的分析手段，它的基本思想是将结构进行有限元离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的工程结构，各单元之间通过有限元节点相互连接，根据有限元理论建立有限元总体方程，然后求解。

其计算结果的可靠性在科学方面已经得到广泛的认可。

ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学和耦合场于一体的大型CAE有限元处理工具。

有限元静态分析为复杂重型车架结构受力分析提供了有效的手段。

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，能够在车架设计初期全面了解该半挂车车架在不同工况下的强度和刚度状况，确定应力、应变危险点，同时也能对车架结构优化设计进行分析指导。

在重型半挂车开发设计阶段，由于缺乏必要的动态试验设备和完善的实验方法，对车架在各种载荷工况和路面条件下的可靠性不能进行准确的有效分析和计算。

采用有限元分析，通过建立适当的有限元模型，可在车架的开发设计阶段，对其进行强度分析，以提高车架的开发速度和质量。

2 有限元分析车架静态有限元分析是计算在固定不变的载荷作用下的结构响应，它不考虑惯性和阻尼的影响，如结构随时间变化载荷的情况，静态分析主要是结合有限元理论，从静力学、几何学、物理学三方面对结构进行分析。

载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告

载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告一、研究背景随着物流业的快速发展，货车需求也不断增加。

而车辆的持久稳定性和安全性是货车发展的基础，因此在设计过程中车架的优化设计和有限元分析尤为重要。

从材料及制造工艺角度来看，目前较为成熟的结果是焊接结构，但是这种结构重量较重、成本高、制造周期长、不环保等问题日益凸显，因此要求综合考虑设计材料、拓扑结构、工艺等多方面因素，通过优化设计来提高车辆的质量、性能、经济性和可靠性。

二、研究内容1.车架结构拓扑优化设计。

在满足安全性和结构强度的前提下，结合实际的工作条件和载荷特点，通过最优化设计方法寻找最佳的车架结构形式，减轻车身质量，实现经济性和环保性。

2.车架有限元分析。

采用有限元分析方法，对拓扑优化设计后的车架进行有限元模拟分析，验证其强度和刚度的可靠性，进行有限元分析计算，为车辆的改进提供依据。

3.材料选择及加工工艺的分析。

车架材料的选择及加工工艺直接影响着车体的质量、成本、环保性等方面，以现代先进制造工艺，适当选择适合的材料，实现车体质量的低成本、高品质。

三、研究意义与价值根据研究内容，主要达到以下目的：1.提高载货汽车的安全性和可靠性，减少事故数量和损失，同时提高企业的经济效益。

2.减少我国的能源和环境负担，优化设计和改进制造工艺，避免资源的浪费和环境污染。

3.积累相关技术和经验，在相应领域做出贡献，并推动该领域技术的进步。

四、研究方法1.车架结构拓扑优化设计。

综合考虑载荷、强度、刚度等因素，采用最优化模拟设计方法，缩短设计周期，降低制造成本。

同时，为了防止优化设计过程中出现失控情况，我们建立了一套预警机制来发现和纠正问题。

2.车架有限元分析。

建立标准分析模型，通过有限元分析计算车架的应力、位移和应变，以确定车架的强度和刚度，在改进设计过程中应用结果。

3.材料选择及加工工艺的分析。

在选择材料的过程中，我们将考虑性能、成本等各方面因素。

在加工工艺的选择过程中，我们将专注于工艺稳定性、效率和成本。

车辆工程毕业设计70中型载货汽车车架有限元静力学分析

第1章绪论1.1 选题的背景车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。

传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。

设计出的车架结构除了个别部位的应力水平比较高外，大部分部位的应力水平较低。

因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减少汽车的制造成本，提高市场竞争力。

1.2 选题的目的通过本文的研究，预计达到以下目的：（1）将有限元技术应用于中型载货汽车车架设计做好基础性工作。

（2）通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计有关人员提供参考。

（3）对所研究的车架进行结构的静、动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。

（4）利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。

从设计上避免车架出现共振的现象。

1.3 选题的意义（1）运用有限元法对初步设计的车架进行辅助分析将大大提高车架开发、设计、分析和制造的效能和车架的性能。

（2）车架在各种载荷作用下，将发生弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。

传统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力及变形情况，有限元法正好能够解决这一问题。

（3）利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。

从设计上避免车架出现共振的现象。

（4）通过对车架结构的优化设计，可以进一步降低车架的重量，在保证车架性能的前提下充分的节省材料，对降低车架的成本具有重要的意义。

1.4 研究现状有限元法是当今工程分析中获得广泛应用的数值计算法。

由于他的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。

基于有限元模型的车架结构静态分析

基于有限元模型的车架结构静态分析【摘要】本文利用大型有限元软件ANSYS对车架在满载扭转、满载弯曲两种工况下的位移与应力情况进行了结构静力学分析，并对计算结果进行了对比分析，发现车架存在局部应力集中的现象。

对此针对性的提出优化方案，并对车架的结构改良提出了可行性建议。

【关键词】车架结构；静态分析；有限元模型1.结构静态分析基础[1][2]农用货车车架一方面要承量，另一方面还要承受汽车行使过程中所产生的各种力和力矩的作用。

因此车架就必须要有足够的强度和刚度来承受作用于其上的各种载荷。

对车架进行强度、刚度分析的同时也是对车架进行优化设计和结构改进的基础。

通过结构强度和刚度的有限元静力分析，可以找到车身在各种工况下各零部件变形和材料应力的最大值以及分布情况。

第四强度理论[3]认为：单元体的均方根剪应力是引起材料屈服破坏的主要因素。

对车架的静态强度校核可以根据第四强度理论，选择V onMiss等效应力来判断车架结构的强度。

ANSYS中静力分析的求解步骤[4]为以下几个步骤：（1）建模，并将其依次转化物理模型、有限元模型；（2）施加载荷、边界条件、求解；（3）结果评价和分析；2.车架静态分析[5]就其载荷形式而言，车架在汽车行驶中所受到的主要载荷有弯曲载荷、扭转载荷等几种。

本文只研究满载弯曲和满载扭转两种工况进行。

本文所研究的车架所使用的材料为16Mn钢，其材料特性如下：弹性模量E=2.07e5MPa、泊松比μ＝0.3、密度＝7.85g/㎝3、抗拉强度为510～660MPa、屈服极限为350MPa。

各载荷所施加的情况为：动力总成重1200kg、驾驶室和乘客重量满载时上1340kg、货物和车厢重，满载时是5820kg、电瓶24.5kg、油箱满载按80kg计算、发动机是175kg以及备胎按25kg计算。

驾驶室和乘客的载荷均布施加到左右两纵梁上的编号为3、13、14、29、39、40的面上；后车厢及货物的载荷均布施加到编号为28、228的面上；发动机载荷均布施加到编号为200、201、202、205、216的面上；油箱载荷均布施加到编号为217、223的面上；电瓶载荷均布施加到编号为229、235的面上；备胎载荷集中施加到编号为20637、20643、22542和22548的节点上。

基于ANSYS电动中巴车架结构静力学分析

基于ANSYS电动中巴车架结构静力学分析摘要：对车架结构强度进行力学分析。

运用ANSYS软件建立中巴车架模型，据中巴实际载荷和悬挂点添加载荷和约束条件。

仿真得出相应的应力和变形分布图，结果表明该中巴车架的强度和刚度满足要求。

上述中巴静力学分析可以为车辆结构优化设计提供重要的参考依据，同时该分析方法也可以为许多车架静力学分析所应用。

关键词：中巴车架；ANSYS；静力学分析1.引言当前，汽车安全可靠性已成为人们日常交流讨论的焦点话题，如何生产出性能好、结构强度高、安全性强的汽车，也是汽车研发部门关注的核心。

因此，汽车研发前对其结构刚度、强度以及可靠性评估就显得尤为关键。

目前大量运用现代优化设计方法，通过有限元法对车架进行分析可以得到较为准确的应力和变形等强度、刚度安全指标，进而评估汽车结构强度的可靠性。

2.基于ANSYS中巴模型建立2.1 中巴模型介绍根据中巴车实体建立三维立体模型，模型由很多零件和子装配组成，整个车身由铝梁和钢梁组成，车身三维由不同截面和尺寸的铝梁通过榫卯方式形成骨架，车身下部由钢梁和铝梁交替形成。

最大的底盘特点是三层结构特性，加强了整个车身的结构稳定性[1]。

车架三维模型如图1所示。

图 1 中巴车架三维模型2.2 ANSYS建模程序编写此中巴车架结构复杂，杆件种类繁多。

节点（point）数共计590个，杆件（line）数388个，截面种类13种，材料有铝和钢。

记录整个车架数据，给所有节点编号，从point 1到point 388，在pro/e中生成相应point，批量导出point坐标；然后记录每个杆件相应的连接点，同时记录它的方向节点（用来确立杆件的截面方向）；最后加上每个杆件的截面类型和材料类型。

其中材料属性设置时，取弹性模量：铝为69000MPa，钢为210000MPa，泊松比取0.33。

根据这些数据编写ANSYS建模程序。

2.3 输入程序建立中巴车架模型基于以上所编写程序，先输入节点坐标生成车架节点点云图；接着输入杆件line连接关系和材料截面属性以及截面方向程序，同时划分网格，形成中巴车架模型[2]。

货车车架有限元模型的建立及分析

品主产竞争相适应；也不能对车架结构的应力分布及
刚度分布进行定量分析。因此，设计中不可避免地造成车架各部分强度分配不合理现象：使得整个车架设计成本提高，而且某些部位强度不足，易引起事故；些容某
第
图１车架有限元模型
用设施的安装基础和关键承载部件。我国对于一般车
和简化，本文最终模型包含２６５６个节点．２８０１２０３７个单元。从Ｈｐｒｓｙｅｍｅｈ中以ｃｂ或ｉｐ格式文件导人ｄｎ到有限元软件ＡＳＳ中，得到整个车架的有限元模ＮＹ型，图１左为车头，为车尾）见（右。
架的设计及强度校核，依靠经典的材料力学、是弹性力学、构力学的经验公式。传统分析设计方法。有简结具
单易行的优点，目前在我国的车辆设计计算中仍起一定作用。统方法也有明显不足，传带有相当的盲目性，每次车架设计改进都不会有明显的突破；而且设计周期长，得车架的更新换代的速度较慢，能与现代化商使不
１工况及模型简化
主要从弯曲和扭转工况考虑时．由于所有载荷的加入都是在超载状况下分析的，而超载时的受力是规定载荷的２５倍左右，所以得到的结果就不用加动载．系数，是极限应力状况，就符合实际工况。
１略去某些功能件和非承载构件。有些构件仅为满足）工艺或使用要求设置，非根据强度要求设置．车架并对结构内力分布和变形的影响较小，因此建模时可以忽

货车车架有限元模型的建立及分析 (1)

作者简介：柴新伟（1981-），男，山西夏县人，在读硕士研究生，研究方向：车辆工程。

收稿日期：2009-0７-02；修回日期：2009－12－01引言汽车车架是发动机、底盘、车身各总成及专用车专用设施的安装基础和关键承载部件。

我国对于一般车架的设计及强度校核，是依靠经典的材料力学、弹性力学、结构力学的经验公式。

传统分析设计方法,具有简单易行的优点,目前在我国的车辆设计计算中仍起一定作用。

传统方法也有明显不足,带有相当的盲目性,每次车架设计改进都不会有明显的突破；而且设计周期长,使得车架的更新换代的速度较慢,不能与现代化商品主产竞争相适应；也不能对车架结构的应力分布及刚度分布进行定量分析。

因此,设计中不可避免地造成车架各部分强度分配不合理现象；使得整个车架设计成本提高,而且某些部位强度不足,容易引起事故；某些部位强度又过于富余,造成浪费,达不到优化设计的目的。

随着CAD/CAE 技术的推广及计算机软硬件的发展,汽车行业已将CAD/CAE 技术用于汽车车架的设计与研究,为工作人员提供了可靠的计算工具[1]。

如果直接从CAD 软件导入Ansys ，会出现一些模型上相关问题，例如失去面，且其前处理不是很好；然而hyperworks 却有良好的CAD 兼容性和很好的有限元模型前后处理功能。

在CAD 中建立车架三维模型时，由于结构复杂,对一些附属结构和工艺结构，简化:1)略去某些功能件和非承载构件。

有些构件仅为满足工艺或使用要求设置,并非根据强度要求设置，对车架结构内力分布和变形的影响较小,因此建模时可以忽略（如工艺孔,缓冲座等）。

2)对某些部件进行简化。

车架主要是用槽钢和钢板铆接和螺栓连接而成，建立结合模型时只保证零件间的相对准确位置和连接孔的对应．根据副车架和主车架的连接方式，可将其简化为主车架左右边梁上的均部载荷，不再单独建模[2]。

将模型从CAD 软件导入hypermesh 中，车架边梁和横梁采用壳单元（SHELL63），实体零件（如吊耳，平衡悬架等）选用实体单元（solid45），钢板和板簧使用刚性梁单元和弹簧单元模拟。

载重货车车架设计及有限元分析

摘要汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。

车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。

因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。

同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。

本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。

确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。

运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。

同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。

最后根据分析结果对车架做出优化建议。

关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析IABSTRACTThe vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling.In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations.Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysisII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1车架总成概述 (1)1.2国内外研究情况及其发展 (2)2 车架总成设计 (6)2.1参考车型及其参数 (6)2.2车架类型的选择 (6)2.3车架设计的技术要求 (11)2.4车架的轻量化 (13)2.5车架的参数设计 (13)3 车架的有限元静力学分析 (19)3.1车架几何模型的建立 (19)3.2车架有限元模型的建立 (19)3.3车架的静力学分析 (21)3.4 基于静力分析的车架轻量化 (32)4 车架的模态分析 (34)4.1车架模态分析的基本理论 (34)4.2车架有限元模态分析结果 (36)4.3车架外部激励分析 (40)5 总结与展望 (42)III5.1总结 (42)5.2工作展望 (43)参考文献 (45)致谢 (47)IV1 绪论1.1车架总成概述汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。

中型载货汽车车架有限元静力学分析-任务书

毕业设计（论文）任务书学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是√否题目名称中型载货汽车车架有限元静力学分析一、设计（论文）目的、意义汽车作为交通运输工具之一，在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。

随着国民经济的快速发展，汽车工业也得到了飞速发展，在现代化发展的今天，生产出结构轻、性能好、质量高、用途广、安全可靠的汽车，成为了汽车厂家和客户共同关注的焦点。

作为汽车总成的一部分，车架承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻而各方面性能达到要求的车架结构是一项重要的工作。

传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，设计出的车架结构除了个别部位的应力水平较高外，大部分部位的应力水平较低。

因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减小汽车的制造成本，提高市场竞争力。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.选题的背景、目的及意义；2.Pro/E、ANSYS软件研究；3.车架设计的方法步骤研究；4.用Pro/E软件建立车架整体模型，然后导入ANSYS软件进行网络划分；5.假定汽车满载情况下，对车架进行弯曲、扭转、紧急刹车、急转弯四种工况下的受力和变形情况的静态有限元分析。

技术要求：1.研究中型载货汽车车架；2.有限元模型、载荷建立正确；3.生产纲领：成批生产。

三、设计（论文）完成后应提交的成果中型载货汽车车架有限元静力学分析程序一份；设计说明书（20000字以上）一份。

四、设计（论文）进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第1～2周（2.28～3.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、熟悉Pro/E、ANSYS软件的使用第3～5周（3.14～4.1）（3）理论联系实际分析问题、解决问题，使用Pro/E、ANSYS软件完成中型载货汽车车架的三维设计、强度分析等部分设计内容，中期检查第6～8周（4.4～4.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第9～12周(4.25～5.20) （5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.23～5.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.30～6.3）（7）毕业设计修改第15～16周（6.6～6.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.20～6.24）五、主要参考资料1.刘惟信．汽车设计．北京：清华大学出版社2.张洪信．有限元基础理论与ANSYS应用．北京：机械工业出版社，2006.13.段进，倪栋，王国业．ANSYS10.0结构分析从入门到精通．北京：兵器工业出版社，2006.104.姜勇，张波．ANSYS7.0实例精解．北京：清华大学出版社5.汽车车身结构与设计．北京：机械工业出版社6.余传文．重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化．吉林大学硕士学位论文，20057.黄华，茹丽妙．重型运输车车架动力学分析．车辆与动力技术8.刘新田，黄虎，刘长虹等．基于有限元的汽车车架静态分析．上海工程技术大学学报，2007，6：112～1169.中型载货汽车车架设计资料10.网络资源，超星数字图书馆11.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日。

货车车架的有限元分析

图 6 扭转工况的应力分布图 / MPa 4. 3 模态的计算结果
模态计算该车架的自由振型 ,即取消所有约束条件、承载情况和前后悬弹簧的作用 ,用 Block Lanczo s 法提取自由振动时的前 15 阶固有频率 ,前 6 阶的频率为零 ,其余各阶频率如表 1 。其中节选的第 7 阶、第 9 阶的振型 ,如图 8 、图 9 所示。
挠度ix轴的转角ixixiyizixiyiz24个自由度iz节点力矩阵为取决于单元的方位尺寸和弹性性质而与单元位置无关就可以进行车架的有限元分析计算了车架的有限元模型该车架初步设计为长考虑到车架几何模型的复杂性可在三维cad软件里面建立好车架的面模型然后导入到ansys里分析分析时首先要考虑的是各铆接点的位置hptcreatearea相应硬点连接成mpc单元因车架各层间即有压应力mpc的类型应选择rigidbeam方式对于纵梁和横梁选用shell63单元进行网格划分通过mpc与车架连接个弹簧单元与车架后轴连接单元总数为96213节点总数99897mpc单元为1012材料为16mn弹性模量为2e5mpa约束条件及承载情况车架设计最重要的是考察车架在弯曲和扭转时的受力情弯曲工况的边界条件及承载情况计算时约束前后悬弹簧接地处的所有自由度让车架形成一简支梁结构根据实际受力情况在安放驾驶室的地方加上20n在剩余处加上330n13
图 8 第 7 阶振型
图 7 扭转工况下横梁的应力分布图/ MPa 表 1 车架的 7～15 阶固有频率及振型
阶数 7 8 9 10 11 12 13 14 15
频率/ Hz 6. 710 5 13. 325 18. 097 20. 080 23. 718 26. 013 37. 705 44. 159 47. 888
∑R j u j = 0

基于ansys的随车起重运输车车架有限元分析

基于ansys的随车起重运输车车架有限元分析
有限元分析可以反映出一个结构的应力分布情况，该方法对于确定车架安全性能，特别是结构件是否安全有着重要意义。

随车起重运输车车架也采用有限元分析来评价车架的安全性，指导车架设计以及确定车架性能参数。

首先，利用有限元分析方法建立车架的三维有限元模型，该模型可包括车架的各个部件和对应的材料等属性信息。

接着，利用有限元分析软件将模型静力分析，选择合适的加载类型并设定载荷作用范围，同时，还要添加边界条件，如，夹紧条件、位移支撑条件和支持条件几大类。

最后，根据计算结果，对车架进行受力、位移、应变等性能分析，根据分析结果，确定车架的荷载能力及各部件结构安全系数。

通过有限元分析，能够有力地验证车架设计方案以及连接方式，同时还能有效检测普通载荷或极限载荷的作用下结构的稳定性，从而确定车架是否具有足够的受力强度，勾稽设计内容是否正确，布线、装配、焊接等技术是否合理。

有限元分析的优势在于更快捷的调整和比较设计参数，以及几何细节变化的早期实时反馈。

有限元分析有助于提高设计工作效率。

此外，有限元分析也可以用于评价随车起重运输车车架的气密性能，以及针对峰值压力、不同控制及振动响应等非线性载荷的定义。

结构的表观失效和气密性能的性能可以在一定的范围内准确地由有限元模型得到。

综上所述，通过有限元分析，可以迅速准确地评估随车起重运输车车架性能，以最大程度发挥车架的功能，确保车架安全可靠，为准确选择车架零部件提供有效依据。

载重货车车架的静力学分析

10.16638/ki.1671-7988.2019.16.043载重货车车架的静力学分析*洪雨，彭闪闪*，王玲芝，许星月，刘通，尹宗军（安徽信息工程学院机械工程学院，安徽芜湖2411001）摘要：车架承受传递给它的各种力和力矩，其必须具有足够的抗弯刚度和强度。

文章以某商用货车车架为原型，利用ANSYS workbench有限元分析软件对车架的四种典型静态工况，包括承载、扭转与弯曲，得到了各工况下该车架的变形和应力分布。

关键词：货车车架；有限元分析；工况中图分类号：U463.32 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)16-118-03Static analysis of truck frame*Hong Yu, Peng Shanshan*, Wang Lingzhi, Xu Xingyue, Liu Tong, Yin Zongjun ( Anhui Institute of Information Technology School of Mechanical Engineering, Anhui Wuhu 241100 ) Abstract:The frame experiences the various forces and moments transmitted to it, which must have sufficient bending stiffness and strength. In this paper, the frame of a commercial truck is taken as the prototype, and the four typical static working conditions of the frame, including load-bearing, torsion and bending, are analyzed using ANSYS workbench (a finite element analysis software). The corresponding deformation and stress distribution of this frame under each working condition are obtained.Keywords: truck frame; finite element analysis; working conditionCLC NO.: U463.32 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)16-118-03前言货车整车大部分的重量都由车架承受，在行驶时车架还需承受来自车内各部件的力和力矩的作用。

05-01车辆结构有限元静力学分析分析

约束部位需要注意
二、汽车驱动桥桥壳的有限元分析
分析结果如下：
三、支架有限元分析
支架用于支撑邮箱、散热器、蓄电池、工具箱等。支架与车架的连接方式可以通过螺栓连接，在分析过程中需要用到抽取中面、简化成板壳结构、螺栓连接等有限元建模技术。
三、支架有限元分析
如车架有限元分析的建模：
考虑到整个车架基本上都是由钢板冲压、焊接而成，这里主要用板壳模拟车架，只有铰接轴套管、铰接轴销轴、平衡悬架处的平衡轴和前悬架的前后支架采用体来建立模型。
二、汽车驱动桥桥壳的有限元分析
操作步骤： 1.打开软件导入axle_housing.x_t,进行前处理； 2.打开静态分析，设定并分配零部件材料； 3.建立试验块与桥壳总成的接触关系； 4.划分网格（尽量采用Hex_domain); 5一端全约束、另一端放松轴向；在板簧面施加载荷 12000*2.5=30000 N，单边15000 N； 6.求解应力和变形； 7.后处理。
三、支架有限元分析
分析中难点：
三、支架有限元分析
难点2，建立接触
三、支架有限元分析
难点3.约束
三、支架有限元分析
分Hale Waihona Puke 结果三、支架有限元分析解决办法
三、支架有限元分析
改进后的分析结果
一、结构有限元静力学分析基础
汽车零部件的许用应力和安全系数： 3）对于扭转许用应力，安全系数n1≧1.5 则有： [τ]=τs/n1 若τs不能查到，可由下面的公式进行估算： [τ]=0.58σs/n1
二、汽车驱动桥桥壳的有限元分析
驱动桥桥壳是汽车上主要承载结构件，由于其形状复杂，采用传统的工程力学方法只能根据经验进行设计，很难确保设计是否合理。一般需要通过桥壳总成疲劳台架试验来确认设计的合理性。

中型载货汽车车架有限元静力学分析

二○○九年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Finite Elements Static Analysis of Mid-duty Truck’s Frame StructureCandidate：Feng WenyanSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-17Supervisor：Associate Prof. Shi MeiyuHeilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin摘要车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架。

因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。

汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道路和装载的各种复杂载荷作用，而且汽车上许多重要总成部件都是以车架为载体。

所以，车架的强度和刚度在汽车总体设计中起到了十分重要的作用。

本设计是基于Pro/E软件建立了车架结构的实体模型，利用ANSYS有限元分析软件对该车架在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下进行了静力学分析。

分析结果表明，该车架受到的最大应力值小于材料的强度极限，满足设计的要求。

同时说明有限元法和ANSYS软件为车架结构的计算分析软件，可以更加全面的得出车架的应力分布状况，为车架的下一步设计过程提供了依据和理论支持，而且降低了制造成本，提高了市场竞争力。

关键词：载货汽车；车架；Pro/E；有限元；静力分析ABSTRACTFrame is an important assembly bearing loads of an automobile. All kinds of loads will pass to it. So the performance of frame structure affects whether the automobile design is successful or not. As a part of the truck, the frame supports all kinds of complicated loads coming from the road and freight. And many assembly of the truck are built in the frame. So the intensity and the strong of the frame play a very important role in the design of trucks.A model of the frame is established by using Pro/E in this paper. The static intensity of the frame is analyzed in the situation of bending, torsion, braking and swerve by ANSYS. The result indicates that the stress of the frame is less than the utmost intension. And the frame is satisfied with the design. The result of this paper indicates that the research of FEA and ANSYS software offered a set of basic theory and method for the frame structure and simulation of dynamic characteristic. At last, the material of the frame is saved, and it is stronger in the market.Key words: Truck; Frame; Pro/E; Finite element; Static analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1选题目的与意义 (1)1.2车架的设计理论发展过程和发展状况 (2)1.3本设计研究的内容 (4)第2章有限元法及ANSYS软件的介绍 (6)2.1有限元法简介 (6)2.1.1有限元法的基本思想 (6)2.1.2有限元法的特点 (7)2.1.3有限元法分析的一般步骤 (8)2.2车架有限元模型建立的原则 (8)2.3 ANSYS软件的介绍 (8)2.3.1 ANSYS的发展 (9)2.3.2 ANSYS软件的特点 (9)2.3.3 ANSYS软件的功能 (9)2.3.4 ANSYS软件的程序结构 (11)2.3.5 ANSYS软件分析的基本过程 (12)2.4本章小结 (13)第3章有限元模型建立 (14)3.1车架几何模型建立 (14)3.1.1车架尺寸的确定 (14)3.1.2确定建立模型参考平面 (14)3.1.3利用Pro/E软件建立几何模型 (15)3.2 车架有限元模型的建立 (17)3.2.1 车架几何模型导入到ANSYS软件 (17)3.2.2shell单元的定义 (18)3.2.3设置材料参数和属性 (22)3.2.4进行网格划分 (22)3.3本章小结 (23)第4章车架的静力学分析 (24)4.1静力学分析基本概念和过程 (24)4.2车架的载荷及处理 (24)4.2.1车架受到的载荷 (24)4.2.2载荷的处理 (25)4.3车架的刚度理论基础 (26)4.3.1车架的弯曲刚度 (26)4.3.2车架的扭转刚度 (26)4.4车架的工况分析及约束的处理 (27)4.4.1车架的满载弯曲工况 (27)4.4.2车架的满载扭转工况 ......................... 错误！未定义书签。

车架静力试验与有限元静力分析_梁剑

图 4 车架静载荷下的应力云文图图 3应变云文图是根据第四强度理论 ( von M ises) 计算显示的应变值。从图 3中可看到在只有前乘员静力载荷工况
[ 1 ] 陈火红, 祁鹏. M SC. Patran /M arc培训教程和实例 [ M ]. 北京: 科学出版社, 2004.
[ 2 ] 王世忠. 结构力学与有限元法 [M ]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2003.
Static strength experim ents and ana lysis w ith FEA of the m otorb ike fram e L iang Jian, L iu Y ing
实测数据 - 61. 1 - 55. 9 - 78. 8 5. 4
- 129. 7 - 67. 0 - 69. 6 8. 0
应变 - 55. 3 - 43. 6 - 60. 8
7. 7 - 64. 6 - 62. 1 - 66. 1
31. 22
图 1 传感器及应变片布置图
2 车架有限元静力计算
车架有限元静力计算过程及结果 [ 1, 2]: ( 1) 划分单元: 将 U n igraph ics 软件建的三维模型经过适当简化后导入到 M SC. P atran里, 用四面体四节点单元划分网格, 共划分了 87073个单元, 27735个节点。
1. 2 试验过程在摩托车车架上布置 8 个应变片, 具体布置位置如图 1
所示。
序号 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
表 3 试验结果数据
应变片零点漂移 - 5. 8 - 12. 3 - 18. 0 - 2. 3 - 65. 1 - 4. 9 - 3. 5 - 23. 2

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

某重型载货车车架有限元静态及其试验研究的开题报告

某重型载货车车架有限元静态及其试验研究的开题报告
题目：某重型载货车车架有限元静态及其试验研究
研究背景：
随着国家经济的发展和人们生活水平的提高，重型货车已成为现代物流运输中不可或缺的一部分。

而货车的安全性和稳定性则是保障货车运输安全的关键因素，而货
车车架则是整车的重要结构部分。

因此，对于货车车架性能的研究显得尤为重要。

目的：
本研究旨在通过车架有限元分析及试验研究，探讨某重型载货车车架的静态力学性能和强度，为提高货车的安全性和稳定性提出科学的建议和措施。

研究内容：
1. 车架结构设计与有限元建模
2. 车架静载试验及测试方法
3. 负载下车架应力、位移变化研究
4. 车架材料力学性能测试及分析
5. 车架结构优化研究
研究方法：
1. 通过SolidWorks等软件对车架结构进行建模，并将车架有限元建模导入ANSYS软件中进行静态分析。

2. 采用车架静载试验及测试仪器对车架进行精确测试，获取车架在负载下的应力变化规律、位移变化规律等数据。

3. 通过有限元分析结果和试验数据，对车架材料和结构进行力学性能测试及分析，找出车架的疲劳寿命和强度极限。

4. 根据研究结果，对车架结构进行优化设计，提出相应的改进措施。

研究意义：
本研究将为重型载货车车架的设计和制造提供重要的参考，可以发现车架结构的弱点及不足，提高车架结构的强度和稳定性，为货车的安全行驶提供了科学的基础。