[有限元,运输车,车架]基于HyperMesh的运输车车架有限元分析
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。
基于Hypermesh的汽车悬架支架有限元分析
基于Hypermesh的汽车悬架支架有限元分析马学军;高立【摘要】建立汽车悬架支架三维实体模型和有限元模型,依据几种典型的实际工况对支架施加约束和载荷,分析支架在各工况下的应力和应变情况.检验支架满足静强度要求,为其结构设计、优化和疲劳寿命预测提供理论依据.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P36-39)【关键词】汽车悬架;支架;有限元分析【作者】马学军;高立【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051【正文语种】中文悬架是汽车的运动部件,也是汽车的重要组成之一，路面作用于车轮上的垂直反力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些力所产生的力矩都要通过悬架传递到车架。
悬架在传递这些力和力矩的同时，缓和路面不平传给车架或车身的冲击载荷，抑制车轮的不规则振动，因此其参数选取和各构件的布置对车辆的平顺性、安全性、稳定性、可靠性、通过性及燃油经济性等多种使用性能都有重要的影响[1-2]。
悬架支架是悬架系统中的一个重要组成部分,它是汽车上的主要连接和承载机构,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，其刚度的设计是否合理会直接或间接地影响悬架的整体性能，其强度对悬架乃至整个汽车有着不可替代的作用[3-4]。
近几年学者对钢板弹簧平衡悬架的研究主要集中在平衡悬架的振动特性分析[5]、平衡悬架运动仿真分析[6]、板簧动态特性仿真分析[7]、三轴平衡悬架载货汽车平顺性的研究[8]、平衡悬架结构设计[9]和板簧的有限元分析[10]。
目前还没有学者针对平衡悬架的支架做刚度强度、随机疲劳分析。
钢板弹簧平衡悬架在实际使用中可能会出现因为设计和制造缺陷引起的悬架支架开裂、变形过大导致悬架运动干涉等情况，因此钢板弹簧平衡悬架支架的强度和刚度问题对保证汽车的安全行驶有着非常重要的作用。
文中利用Hypermesh软件对某汽车制造厂的某新型钢板弹簧平衡悬架支架在几种典型工况下的强度和刚度进行分析，得到支架的应力应变云图，检验支架满足静强度要求，为支架的设计、优化和疲劳寿命预测提供了理论依据。
基于HyperMesh的轻型越野车车架有限元分析_王京涛
８０．２１
前后端弯曲振动
９０．９７
前端左右振动
１０６．１３
前后端扭转振动
１１４．５６
前后端扭转振动
１３９．７９
前端弯曲振动
２２
公 路 与 汽 运
Ｈｉｇｈｗａｙｓ ＆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
２０１第１５年期９
月
“人－车－路”闭环仿真研究
孙 维 汉１，顾 宏 斌２
车 架 是 一 个 弹 性 体 ，具 有 无 限 自 由 度 ，可 以 计 算 出 很 多 结 果 ，但 一 般 只 需 计 算 出 正 常 情 况 下 的 振 型 。 因此，对车 架 车 身 进 行 自 由 模 态 分 析 时，只 提 取 前 １０个阵型对应的模态结果。应 用 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ 中 的 模态分析模块，得出车架 前 十 阶 振 型 （如 图 ６～９ 所 示 ）及 对 应 的 固 有 频 率 （如 表 ４ 所 示 ）。
４．３×１．８×１．８ ２．９０ １．６０ ０．６１ ０．６４
质 量／ｋｇ
自重 载重 总重
３ ０００ ６００
３ ６００
性能参数
最 大 爬 坡 度／％ 最 大 行 驶 侧 坡／％
接 近 角／（°） 离 去 角／（°） 最 小 转 弯 直 径／ｍ 最 小 离 地 间 隙／ｍ
５５ ５５ ４７ ３４ １２．１ ０．２３０／０．２４０
公 路 与 汽 运
总第１４６期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ＆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ １９
基于 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ的轻型越野车车架有限元分析
王 京 涛 ，杨 世 文 ，李 鹏 ，杨 军
（中北大学 机电工程学院，山西 太原 ０３００５１）
基于HyperWorks某载货电动货车车架结构优化设计
Automobile Parts 2021.020332021.02 Automobile Parts034图1㊀车架有限元模型表2㊀车架材料参数材料弹性模量/MPa 泊松比密度/(t ㊃mm -3)屈服模量/MPa 抗拉模量/MPa 610L2.1ˑ1050.37.85ˑ10-9580650对车架进行有限元模拟分析过程中,考虑到的工况主要包括弯曲㊁急转弯㊁扭转㊁加速㊁急停等几种[4-5],表3示出不同工况下的边界参数㊂表3㊀各工况下的边界条件车架工况车架各位置自由度约束左前轮右前轮左后轮右后轮弯曲㊁加速㊁紧急转弯工况X ㊁Y ㊁ZX ㊁Z Y ㊁Z Z 扭转工况前轮扭转Z =-200mm Y ㊁Z X ㊁Z X ㊁Y ㊁Z后轮扭转X ㊁Y ㊁Z X ㊁Z Y ㊁Z Z =-200mm紧急制动工况X ㊁Y ㊁ZX ㊁ZX ㊁Y ㊁ZX ㊁Z(1)弯曲工况㊂该工况主要对应于车辆水平静止或低速通过良好路面时㊂在有限元分析时为避免车架应力集中,而设置合理的约束条件,主要对前悬架簧下端节点纵向平动自由度施加约束,而后悬架在纵向可有一定幅度滑动㊂(2)扭转工况㊂基于该工况模拟分析车辆单侧车轮出现很强冲击载荷条件下,车架受到冲击而产生的应力分布㊂此工况可进一步划分为前轮扭转工况和后轮扭转工况,前一种工况下主要是施加一定量中心竖直方向强制位移到左前悬架钢板弹簧约束处而实现;后一种工况下,则Automobile Parts 2021.02035图2㊀各工况下车架应力分布2 车架多目标拓扑优化进行建模时,应该根据优化要求将目标区划分为优化设计与非优化设计区㊂文中为确定出车架结构最佳参数,设定非优化设计区为受力点和约束点,其余的都为优化区㊂在确定出对象的模型后,接着对初始几何模型划分网格,选择的网格单元为20mm 的六面体单元㊂根据要求进行有限元划分后,而最终确定出目标区域含有117260个节点和102600个单元格㊂车架材料和原车架的相一致,且承受的工况约束㊁载荷也相同㊂在此基础上确定出车架的初始网格模型,具体情况如图3所示㊂图3㊀车架拓扑优化初始模型在优化过程中输入相应的多目标拓扑优化函数时,图4㊀车架多目标拓扑优化结果由图可知在有限元分析过程中基于该多目标拓扑优化分析方法所得的车架拓扑结构有明显的优势,可同时满足刚度和低阶固有频率相关要求,实现车架优化目标㊂上述结果可为其后车架横梁参数的设计提供支持,对纵横梁形状的确定也有指导作用,对类似车架的优化有参考意义㊂车架结构的轻量化设计在进行车架结构设计过程中,基于以上多目标拓扑优化结果,且考虑到车架的应用情况,对其细节进行设㊂图5为优化后的车架三维模型㊂图5㊀新车架三维几何模型对优化前后车架的变化情况进行分析可看出,优化后车架的前后不等宽,且纵梁为变截面的模式,总体上看表现出 鱼腹形 特征㊂这种结构下可以更好地适应不同截面高度上的局部载荷改变情况,且提高了车架应力均匀性,实现一定减重目的㊂由图5可知,新车架的第二横梁为管状截面形式,且对应的后悬架两个横梁中设置了帽形截面横梁,这样可以显著提高车架的前后端强度,使得其抵抗扭转变形的性能提高,而质量减轻2021.02 Automobile Parts036。
基于Hypermesh的轻型货车车架动态特性有限元分析
图 １ 示为 车架 的三维几 何模 型 。 所
收 稿 日期 ：００１ － ２ １．００ ２
作 者 简 介 ： 晋 宁 （ ９４一） 男 ， 士 ， 师 ， 要 研 究 方 向为 工 程 机 械 、 辆 的 动力 学 。 智 １７ ， 硕 讲 主 车
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｎｏ ｌｎ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｉ ｅ ｒ ＦＥＡ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｓ ｓ ｄ ｔ ｓｍｕ ａｅ ｈ ｗｈ ｌ ｒ ｃ ｓ ｆ ｔ ・ｏ ｌ ｔａｇ ｔｎ ｎ ｄ ｎ ｍｉａ ｌ ｅ ｈ ｉ ｕ ｉ ｕ ｅ ｏ ｉ ｌ ｔ ｔ ｅ ｏｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｗｏ ｒ ｌ ｒ ｉ ｈ ｅ ｉ ｇ ｙ ａ ｃ ｌ ｓ ｙ
了车架的有 限元模型 。通过模 态求解 ， 获得 车架的前 ６阶弹性模 态参 数 ， 论 了车架与路 面、 讨 发动机 等
主要 激 励 源 的频 率耦 合 关 系 ， 分析 了车 架在 冲 击载 荷 作 用 下 的 瞬 态动 力 响 应 。结 果表 明 需要 加 强 板 簧 与 车 架连 接 处的 局 部 刚度 ， 冲 击载 荷 作 用 下 ， 点 最 大 的位 移 响 应 值 为 Ｏ ４ ｍ， 车 架 振 动 衰 减 规 在 节 ．４ ｍ 且
文章 编号 ：６ ３— ０ ７ ２ １ ）２— ｌ７— ４ １７ ２ ５ （ ０ １ ０ ０ ｌ ０
基 于 Ｈ ｐｒ ｓ ｙ ｅｍｅｈ的 轻 型 货 车 车 架
动 态 特 性 有 限 元 分 析
智 晋 宁 ， 志 斌 要
（ 太原科 技 大学机械 电子 工程 学院 ， 太原 ０ ０ ２ ） ３ ０ ４
ａ ｇ ｓ ｅｅａａｙｅ ｕｄ ｎｓｅｅ ｇ ｅｒ ｇｐｒｏｎ ｌｏｑ ｉ ｌ ａｊｓ ｓ ａ ｈｅ ｉ ｌａ ｇ ． ｈ ｔ ｉｈｅ ｎｌ ｒ ｎ ｌ ｄｔ ｇｉｅｏ —ｉ ｎｉ ｅ ｎ ｅｓｎ ｅ ｔ ｕｃ ｙ ｄｕｔ ｔ ｉ ｔｎ ｇｒ ｎｌ Ｔ ｅｓ ａ ｔ ｅｗ ｚ ｏ ｔ ｎ ｉ ｋ ｒｇ ｎ ｏ ｅ ｒｇ —
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。
基于HyperWorks的重型自卸汽车车架有限元分析和改进设计
基于HyperWorks的重型自卸汽车车架有限元分析和改进设计0 引言车架的结构和所承受的载荷十分复杂，概括起来，主要包括纵向弯曲、扭转、横向弯曲、水平菱形扭转以及它们的组合，因此车架的刚度和强度计算只有采用有限元法才能得到满意的结果, 基于有限元法的车架计算，应首先根据车架结构，建立实体模型；然后对实体模型进行网格划分，建立车架的有限元计算模型，确定载荷和约束条件；计算车架的刚度、强度、振动模态等关键性能指标；分析计算结果，将其与设计要求对比，确定是否符合要求；最后将方案进行对比并确定最终设计方案。
ALTAIR公司HyperWorks7.0是一款功能强大的有限元分析软件，在进行有限元分析的同时，能对结构进行优化,首先利用Pro/Engineer软件对车架进行了三维实体参数化建模，并将模型导入HyperWorks软件中进行边界条件设定、加载、网格划分、计算及后处理,具体流程参见图1。
某重型自卸汽车车架在使用过程中发现，纵梁上与第四横梁连接附近产生裂纹，最终导致纵梁断裂的严重后果，初步分析认为该区域应力过大所致。
本文中针对该纵梁断裂问题，对车架结构的# 种设计方案分别进行有限元分析! 分析车架在纯弯、弯扭组合、侧向转弯、紧急制动、卸载时油缸举升等工况下的应力状况，精细分析了第四横梁附近纵梁下翼面6个螺栓孔附近的应力状况。
结合各工况分析结果，对该车车架进行合理评价，并提出改进方案，解决纵梁断裂问题。
1 车架的有限元模型由于该车架结构主要是板材结构，因此模型化时主要采用薄板单元，所有焊接、铆接、螺栓连接用刚性单元和梁单元模拟，车架悬置板簧则用弹簧元模拟。
车架有限元模型如图2所示。
原方案第四横梁处有限元模型如图3所示。
划分后车架的单元数量为385469,PIII/256M以上微机在3h内可以完成1个工况的解算工作。
新方案改为采用第四横梁与纵梁腹板连接，横梁形状设计以下4种方案以供分析比较，如图4所示。
2 载荷与工况该车架主要结构都采用优质碳素钢，材料弹性模量E为208GPa，泊松比u为0.3，密度为7.84x10*-6kg/mm3。
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。
车架有限元分析
车架有限元建模及模态分析栾富钰(济南大学机械工程学院，山东济南250022）摘要：有限元方法和软件技术在汽车结构分析中了极其重要的位置。
本文主要结合越野车车架，轻型货车车架和电动汽车车架实例，利用Hyperworks建立以壳单元为基本单元的车架有限元分析模型，论述了有限元建模流程和建模过程中应该注意的事项。
应用Optistuct 求解器对车架进行模态分析，分析该车架自由状态下的前十阶固有频率及振型特性，为车架响应分析提供了重要的模态参数，同时为该车的结构改进提供了理论依据。
关键词：车架；有限元；模态分析1前言模态的设计与分析方法是现代设计方法之一，它克服了静态方法的局限性，强调从结构的整体考虑问题，在性能校核中考虑了振动的因素。
车架是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外载荷的主要结构。
车架是整个汽车的基体，汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。
因此，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，同时受到来自路面和车桥的激振而产生振动，设计中除了要有足够的强度足够的抗弯刚度和合适的扭转刚度保证汽车对路面不平度的适应性外，合理的振动特性也是十分重要的，以避免汽车在使用过程中各部件之间产生共振，导致某些部件的早期损坏，降低汽车的使用寿命。
因此，车架结构模态分析在现代汽车结构设计中具有十分重要的意义。
2车架的基本结构车架是一个大型复杂的装配体，很难把所有的结构建立有限元模型，因而在尽可能反映车身结构主要力学特性，保证结构同样准确的前提下，对构件进行相应的简化。
省略车架构件中对车架的整体振型影响不大的小尺寸结构，比如弹簧吊耳，拉支架，焊接线夹等。
忽略车架的焊缝及所有工艺孔，将所有倒角和过渡圆角简化为直角等，简化后的车架装配图如图 1 所示。
图 1 车架三维装配图2有限元分析的流程有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
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的载货车车架强度仿真分析
基于HyperWorks的载货车车架强度仿真分析晏强;高伟;方慧平;王磊【摘要】本文运用HyperWorks有限元分析方法,建立了载货车车架强度分析模型.确定了车架静态垂向、转弯、扭转和制动四种工况下的边界条件和载荷.强度分析结果为车架结构设计提供了理论依据.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】3页(P106-107,118)【关键词】载货车车架;有限元法;强度分析【作者】晏强;高伟;方慧平;王磊【作者单位】陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200;陕西汽车集团有限责任公司,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】U466CLCNO.:U466 Document Code：A Article ID：1671-7988(2015)03--车架作为汽车的承载基体，承受着来自车内外的各种载荷，因此车架应具有足够的强度来保证汽车的行驶和安全性能。
本文以某款载货车车架为研究对象，以HyperMesh为前处理工具，建立以壳单元为主，多种单元形式相结合的有限元分析模型。
求解器采用Radioss进行计算，后处理工具采用HyperView进行分析判断。
通过车架强度仿真分析，知悉车架在各个工况下的应力分布情况，有利于设计人员进行结构优化，使车架强度满足整车性能要求。
1.1 模型的建立本文研究的车架为边梁式螺栓连接和铆钉连接车架，两侧为冲压纵梁与铸造前伸梁相结合，中间有冲压变速器横梁、尾梁和若干管横梁，其中管横梁以焊接法兰板的形式装配在纵梁上。
将车架CATIA三维模型转换为stp格式，导入HyperMesh进行前处理工作。
建立车架有限元分析模型时，钣金件用壳单元模拟，单元平均尺寸10mm，以四边形为主，含少数三角形单元；铸造件用四面体单元模拟，单元平均尺寸5mm。
基于Hypermesh的车架结构模态分析
基于Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ的车架结构模态分析作者：卢立富岳玲黄雪涛来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第12期摘要：应用Hypermesh分析某中型载货汽车车架的固有频率，验证与外部激励发生共振的可能性，同时得出分析结论。
关键词：Hypermesh车架结构有限元中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)12-20ppp-0cThe Modal Analysis of Mobile Frame Based on HypermeshLU Li-fu1,YUE Ling1,HUANG Xue-tao2(1.Tai'an Dongyue Heavy Industry Co. Ltd. Technology Center,Tai'an 271000,China;2.China Automotive Group 5 levy Design Institute,Rizhao 262300)Abstract: This paper mainly deals with the analysis of the frequencies of medium-sized lorry car, it verifies the responance possibility of the frequencies with the exterior encourage and brings forward the analysis result.Key words: Hypermesh; Frame Structure; Finite Element1 概述Altair公司研发的HyperWorks系列产品可以解决工程优化及分析问题，其中的Hypermesh 软件可以完成有限元前处理任务，它可以很好的对几何模型数据完整读取，进行有限元的四面体网格和六面体网格的剖分，还有设置完备的网格检查功能，如今Hyperwork已成为航空、航天、汽车等领域CAE应用的利器之一。
基于Pro_E_HyperMesh的客车车身骨架的有限元建模
http ：∥ZZHD．chinajournal．net．cnE-mail ：ZZHD@chainajournal．net．cn 《机械制造与自动化》作者简介：刚灵（1986—），女，黑龙江佳木斯人，南京航空航天大学硕士研究生，研究方向为机械设计及理论。
基于Pro /E ，HyperMesh 的客车车身骨架的有限元建模刚灵，尹明德（南京航空航天大学，江苏南京210016）摘要：应用Pro /E 的参数化几何建模功能与HyperMesh 强大的有限元前处理功能提出了快速建立车身骨架有限元模型的方法。
对某一车型介绍了其车身骨架的有限元模型的建立过程，为其他各类汽车骨架的有限元模型建立提供了参考。
关键词：Pro /E ；HyperMesh ；车身；有限元；建模中图分类号：TH12；TB115文献标志码：B文章编号：1671-5276（2010）04-0088-03Passenger Car Body Skeleton Finite Element Modeling Based on Pro /E ，HyperMeshGANG Ling ，YIN Ming-de（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing 210016，China ）Abstract ：This paper introduces the method that the parametric geometric modeling capabilities of Pro /E and powerful finite elementpre-processing capabilities of HyperMesh are used to quickly build the car body skeleton finite element model and illustrates the es-tablishing process of finite element model for a passenger car body skeleton．This method provides a reference for other types of ve-hicle finite element modeling．Key words ：Pro /E ；HyperMesh ；car body ；finite element ；modeling0引言随着计算机技术的快速发展，国外许多大汽车公司建立了高性能的车身计算机辅助工程系统，形成了完整的设计、分析方法与试验程序。
车用支架有限元强度分析
车用支架有限元强度分析1.绪论1.1 本课题研究的目的及意义本文根据hypermesh的理论方法，利用hypermesh软件对车支架进行了简单的强度分析。
本课题研究的是用数值模拟的方法，对车支架简化的三维模型，进行网格划分和数值模拟计算，在外加的扭矩下，然后获取该模型的主要应力状态，根据计算结果，对该模型的强度进行初步分析。
通过分析结果，观察支架的应力分布的情况。
发现一辆汽车在行使时,会对其支架造成不可避免的冲击。
通过对本课题的研究使我们能进一步了解改善汽车零部件强度的方法和认识汽车力学分析的重要性，为以后的发展研究打下基础。
1.2ABAQUS总体介绍ABAQUS是功能强大的有限元软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大复杂的模型，处理高度非线性问题。
ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以完成系统级的分析和研究。
由于ABAQUS强大的分析能力和模拟复杂系统的可靠性，它在各国的工业和研究中得到广泛的应用，在大量的高科技产品开发中发挥着巨大的作用。
ABAQUS使用起来十分简单，可以很容易地为复杂问题建立模型。
对于大多数模型（包括高度非线性的问题），用户仅需要提供结构的几何形状、材料特性、边界条件和载荷工况等工程数据。
在非线性分析中，ABAQUS能自动选择合适的载荷增量和收敛准则，并在分析过程中不断地调整这些参数值，确保获得精确的答案，用户几乎不必去定义任何参数就能控制问题的数值求解过程。
ABAQUS具备十分丰富的单元库，可以模拟任意几何形状，其丰富的材料模型库可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土壤、岩石）等。
作为一种通用的模拟工具，ABAQUS不仅能够解决结构分析（应力/位移）问题，而且能够分析热传导、质量扩散、电子元器件的热控制（热/电耦合分析）、声学、土壤力学（渗流/应力耦合分析）和压电分析等广泛领域中的问题。
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进摘要：本文借助Hyperworks软件对一款半挂车车架结构进行了有限元分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。
通过模拟不同载荷情况下车架的应力、应变等物理特性，找出了构成车架的不同部件的材料疲劳极限。
然后针对这些不足之处，提出了优化设计方案，包括调整材料使用、增加支撑支架和加强焊缝等，进一步增强了车架的稳定性和耐久性。
关键词：Hyperworks；半挂车车架；有限元分析；改进设计；稳定性；耐久性正文：1.引言半挂车作为重型运输车辆的一种，通常用于货物运输等大容量、远距离的物流任务。
但随着工业发展和城市化进程的加速，货物运输对车辆的要求也越来越高，特别是对半挂车车架的耐久性和稳定性要求更高。
因此，对半挂车车架的结构分析和改进设计显得尤为重要。
Hyperworks是一款专业的有限元分析工具，能够模拟车架在不同条件下的物理行为和力学特性，找出其中的不足之处，并提出有效的改进方案。
本文利用Hyperworks对一款半挂车车架进行了分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。
2.分析方法2.1 结构建模本文选用一款常见的半挂车车架进行分析。
首先，借助Hyperworks中的CAD软件将车架模型导入，并建立三维有限元分析模型。
然后，根据车架的材料参数和重量等信息，进行网格剖分、单元分析和装配等。
2.2 物理行为模拟本文通过Hyperworks中的静力学、动力学和疲劳分析等工具对车架进行了物理行为模拟。
具体来说，分别对不同载荷、速度、路况等情况下的车架应力、应变、位移等物理行为进行了模拟，找出了车架的不足之处。
3.分析结果3.1 应力和应变分析通过车架的有限元分析，可以得到各部件的应力和应变分布情况。
具体来说，车架的各部件在不同载荷下所承受的应力大小、应变的程度等都可以被可视化地展示出来。
通过这些数据，可以找出构成车架的不同部件的材料疲劳极限。
3.2 弱点分析根据应力和应变分析结果，可以找出车架的弱点。
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进
基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进【摘要】本文利用Hyperworks软件对半挂车的车架结构进行分析并进行改进。
首先，对车架结构进行初始分析，并确定了其最薄弱处。
接着，进行了有限元分析，发现车架受力不均衡，造成了应力集中。
然后，采用改进方法对车架进行优化设计，经过模拟分析，设计出更加稳定，良好的强度和刚度的车架结构。
最后，进行了振动测试和实际道路试验，证明了新设计的车架在运行中具有更好的性能和安全性。
【关键词】半挂车，车架结构，有限元分析，改进设计，振动测试，道路试验【正文】一、引言随着物流业的蓬勃发展，货运半挂车的重要性日益突出，其安全性和稳定性对运输行业有着至关重要的作用。
现有的半挂车车架结构设计虽然稳定，但还是存在一些问题，如在一些条件下，其刚度和强度不足，易出现应力集中，振动等问题。
因此，本文通过使用有限元分析技术和结构优化设计方法来改进现有的半挂车车架结构，以提高其稳定性和安全性。
二、分析和评估初始结构首先，对半挂车车架结构进行了初步的分析和评估，确定了其最薄弱的部位，并进行了应力和应变的有限元分析。
结果表明，该车架受力不均衡，导致应力集中，车架的刚度和强度存在风险。
三、车架结构的改进设计基于有限元分析结果，本文对半挂车车架结构进行了改进设计。
首先采用了管材替换了原来的钢材，然后优化了梁柱的布局和加强问题点的建议。
最终，通过仿真分析和实际试验，得出了新的车架结构，经测试证明可以有效减少应力的集中和提高承载能力。
四、模拟分析、振动和道路试验新的车架结构设计与现有的结构进行了比较，通过模拟分析证明新设计的车架结构在重荷和不同路况的情况下都更加稳定。
然后，进行了振动测试试验，证明新设计的车架在振动和噪音方面都有较大的改善。
接着，进行了实际的道路试验，新设计的车架结构表现出更高的安全性和稳定性。
五、结论本文对半挂车车架结构进行了分析和评估，发现了其存在的问题，然后通过有限元分析和车架结构优化设计，设计出了新的车架结构。
基于Hypermesh的牵引车车架拓扑优化及有限元分析
司的 ０ Ｄ ｔ ｉ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ 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
ｆ ｒ ａ ｍｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｆ ａ ｌ ｌ ｓ ｂ ｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｈ ｅ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｏ ｆ ｍａ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｌ ，ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｌ ｓ ｏ ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ，ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．
．
设计 开发 ．
基 于 Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｍｅ ｓ ｈ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 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｍ ｅ ｓ ｈ ｏ ｐ ｔ ｉ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ 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
基于HyperWorks_的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1660-1669 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122154基于HyperWorks 的货车前轴有限元分析及疲劳强度分析王士明，潘 羽，朱春鹏上海理工大学机械工程学院，上海收稿日期：2023年2月22日；录用日期：2023年3月24日；发布日期：2023年3月31日摘要汽车前轴是底盘系统的重要组成部分，其强度直接影响整车的安全性和可靠性。
在HyperWorks 建立材料为40 Cr ，单元类型为四面体的前轴有限元模型。
选取三种典型工况：越过不平整路面工况、紧急制动工况、侧滑工况，在板簧座施加静态载荷，在主销孔处施加约束，对前轴进行静强度分析，得出三种工况下的位移云图及应力云图。
并在此基础上对疲劳寿命进行了预估。
结果表明，前轴在三种典型工况下最大应力均未超过材料屈服极限，最低疲劳寿命为62万公里，满足疲劳寿命的要求，验证了设计的合理性。
关键词货车前轴，有限元分析，HyperWorks ，疲劳强度Based on the Truck Front Axle HyperWorks Finite Element Analysis and Fatigue Strength AnalysisShiming Wang, Yu Pan, Chunpeng ZhuSchool of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiReceived: Feb. 22nd , 2023; accepted: Mar. 24th , 2023; published: Mar. 31st , 2023AbstractThe front axle is an important part of the chassis system, and its strength directly affects the safety and reliability of the vehicle. The finite element model of front axle with material of 40 Cr and王士明 等element type of tetrahedron was established in HyperWorks. Three typical working conditions are selected: crossing uneven pavement condition, emergency braking condition and side slip condi-tion. Static load is applied to the leaf spring seat, and constraints are applied to the main pin hole. The static strength analysis of the front axle is carried out, and the displacement cloud diagram and stress cloud diagram under three working conditions are obtained. On this basis, the fatigue life is estimated. The results show that the maximum stress of the front axle under three typical working conditions does not exceed the yield limit of the material, and the minimum fatigue life is 620,000 km, which meets the requirements of fatigue life and verifies the rationality of the design.KeywordsFront axle, Finite Element Analysis, HyperWorks, Fatigue StrengthCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言前轴是车辆悬架系统的重要组成部分，主要通过悬架结构联接到车架上。
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基于HyperMesh的运输车车架有限元分析
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360mm140mm20mm，横梁最大断面尺寸为300mm140mm20mm，前后端横梁为型槽钢，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。
对实体模型进行网格划分首先需要对网格单元定义属性，其次定义网格的生成控制，最后划分网格。
其中网格的单元属性包括网格单元类型，实常数以及材料特性。
本文车架的材质选用16Mn，其杨氏模量为2.061011Pa，泊松比为0.28，材料密度为7800kg/m3，屈服应力为345MPa。
本文采用HyperMesh中的自动网格划分功能对已建好的实体模型进行单元网格划分，最后得到了车架有限元模型(如图1所示)。
使用HyperMesh中的count功能，可以得出其单元网格个数106472，节点个数53268。
2 车架静态工况分析
车架作为重要的承载部分，这就要求其既要有足够的强度，也要有足够的刚度。
足够的弯曲刚度，可使车架上的部件在行驶过程中相对位置不发生改变。
车架刚度不足，会引起振动和噪声，也会使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些基件的可靠性下降，然而其扭转刚度不易过大，否则汽车的通过性变差。
运输车在行驶过程中，在所有轮胎都着地情况下，地面对整车的作用力依次通过轮胎、车桥、板簧、吊耳销最终传至车架上，因此，我们可以在吊耳销处创建约束点。
对于本文中的车型，动力总成及满载时的总质量为16t，将这部分总质量的以均匀分布的方式加载到0～7000mm范围内;驾驶室及乘员的总质量为1.3t，同样以均匀分布的方式将该部分总质量加载到7560mm～9440mm范围内，这样就对整个车架进行了全部加载。
3 车架模态分析
所谓模态分析，就是确定设计结构或机械零部件的振动特性，得到结构固有频率和振型的过程，它是动态设计的核心。
研究的是结构模态即自由模态，是结构本身的特性与材料特性所决定的，与外载条件等无关(即无需加任何载荷和约束)，而结构在任意初始条件及外载作用下的强迫振动都可以由结构按这些基本特性的强迫振动的线性组合构成。
本文通过不施加载荷与约束，对车架的有限元模型进行自由模态分析。
4 结论
本文应用有限元分析法对运输车车架进行了静态应力和模态分析，通过静态应力分析可知，在给予车架弯曲工况与扭转工况的情况下，车架的最大应力值始终都小于车架的屈服应力值，说明该车架是符合设计要求的。
但是由于扭转工况下的最大应力值较弯曲工况下的最大应力值大很多，这一点还有待我们进一步优化解决。
车架的固有频率一般为10Hz～15Hz，目前在高速公路和较好城市路面不平引起的激励频率一般为1Hz～20Hz的垂直振动。
由模态分析可知，车架的各低阶模态的频率值在22.04Hz左右，避免了各种激励频率与车架形成共振的影响，保证了运输车行驶的稳定性与安全性。
综合而言，通过对车架进行有限元分析，为我们在对该类车架设计提供重要的参数，为改进结构设计提供了理论依据，同时也为深入研究相关问题奠定基础。