汽车接头刚度的有限元分析和研究

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接头模型计算刚度影响因素分析

ＣＨＥＮａｇｍｉｇ，Ｃｈｎ — ｎＺＨＡＮＧｈｗｅＺｅ— ｉ
（ｏ￣ｉｎｖｒｔＡｔｏｉｎｉｅｒｇｈｎｈｉ０８４，Ｃｉａ）ＴｎｉｓｙｕｏｂｌＥｇｎｒｎ，Ｓａｇａ２１０Ｕｅｉｍｅｉｈｎ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｓｍｐｉｉｄｃｍｐｔｔｎｌｍｏｅｓａｅｏｅｓｄｉｏｅｔｄｓｇｏｓ￣ｅｈｓｇｉｉｌｆｅｏｕａｉａｄｌｒｆｎｕｅｎｃｎｃｐｅｉｎｔｈｏｎｔｅｄｅｉｎｔｏｔｍｅ
的因素，提出如何得到最近似的接头参数数据的建议．关键词：概念设计；计算模型；接头刚度；分支长度
中图分类号：４３８Ｕ６．３文献标识码：Ａ
ＡｎｌｓｓｏａｔｒｆｅｔＪｉｔＣｏｕａｉｎｌＳｉｎｓａｙｉｆＦｃｏｓＡｆｃｏｎｍｐｔｔａｔｅｓｏｆ
ｐｒｒｎｅｅｅｒｈｉｉｌｉｉｔｔｆｅｓａｕｔｎｈｓｅｎｍａｅｉｃｎｙａｓｎｔｉａｔｅｆｍａｃ．Ｒｓａｃｓｉｅｊｎｓｆｓｃｌｌｉａｅｄｒｅｔｅｒｏｎｍｐｆｄｏｉｎｃａｏｂｎｅ．Ｉｓｒ— ｈｉ
响．将接头作刚性处理得到的刚度计算结果往往要
比实际刚度高出达５％左右，因此选取合适的０简化接头建模方法和获取准确的接头性能参数，是建立高精度的车身计算模型的重要步骤．
收稿日期：０８— ７—０２００７

利用有限元技术分析汽车后盖刚度

关键词
：
车身；剐度；有限元
：
中图分类号
TP 3 9 1 7 7
．
文献标识码
：
A
文章编号
：
10 0 9
—
9 4 9 2 (2 0 0 8 ) 1 1 0 0 2 0 0 3
—
1
引言
汽车刚度是指汽车在正常行驶时的许可变形
，
单元表示汽
e m
的结点力向量和结点位移向量
[3 1
。
。
结构的整体刚度方程就
整个结构的结点位移向量 {8 l
。
是作用在结构上的结点载荷向量与结点位移向量之间的关系式
组集时
，
根据求解整体刚度方程所得到的结点位移向量 {5 ) 可求出结点的应变：
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是应用有限单元法进行分析的析的重要组成部分
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目前已形成了相对固定的工作步骤和
(7 )
收稿日期： 2 0 0 8

某汽车制动器支架扭转刚度有限元分析

文章编号：2095－6835（2016）09－0078－02某汽车制动器支架扭转刚度有限元分析薛亮，杜小芳（武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070）摘要：为了验证某汽车制动钳支架扭转刚度是否满足设计要求，运用有限元方法对其进行了研究。

用HyperMesh软件建立了制动钳支架有限元模型，用ABAQUS软件模拟计算其扭转刚度。

对比有限元计算结果与目标值，结果表明，仿真值高于目标值。

这说明，汽车制动钳支架的扭转刚度足够。

此分析为日后车辆制动器设计提供了理论依据。

关键词：制动钳；扭转刚度；有限元；汽车制动器中图分类号：TH16；U463.51 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.09.078汽车制动性能是影响汽车行驶安全的重要指标。

制动钳支架是轿车盘式制动器的一部分，它是汽车制动时制动力的承载者，但却是一个容易被人忽略的部件。

制动钳支架的扭转刚度是盘式制动器的重要力学性能指标，扭转刚度过低，容易导致汽车制动时支架出现较大变形，制动力矩分配不均，制动噪声过大，进而影响行车安全。

在汽车设计中，试验法是研究刚度的传统方法，但是，随着计算机辅助设计技术的成熟，越来越多的国内外专家在汽车设计中运用计算机仿真方来代替试验法，从而降低成本，缩短设计时间，节省大量的资金。

因此，本文对某汽车的制动钳支架进行了有限元仿真模拟。

1 某汽车制动钳支架介绍浮动钳盘式制动器的制动钳和支架是滑动接触的，制动钳附着在支架上滑动，而制动摩擦片与制动钳固定在一起。

制动时，在液压的作用下，活塞将摩擦片推至滑出，制动盘与摩擦片形成摩擦副，摩擦片对活塞的反作用力使制动钳发生轴向滑动，最终使制动盘两边的压力达到动态平衡。

制动钳支架的几何模型如图1所示。

2 扭转刚度理论基础汽车在某些工况下制动时，制动钳支架会受到绕安装孔轴线转矩的影响，使支架发生扭转变形，受力情况如图2所示。

在此，可以用扭转刚度评价结构抵抗这种变形的能力，具体计算方法是：假设卡钳支架是一个直杆，并且具有均匀的扭转刚度，然后根据材料力学教材中的公式计算扭转刚度。

钢板弹簧刚度特性的有限元分析

钢板弹簧刚度特性的有限元分析newmaker1 前言钢板弹簧是汽车中广泛应用的弹性元件，刚度是其重要的物理参量。

因此，在产品试制出来之前，如何更准确的计算其实际刚度就成为大家共同关心的问题。

传统的计算方法，如“共同曲率法”和“集中载荷法”等均存在一定的局限性，在计算中往往需要加入经验修正系数来调整计算结果。

随着计算机的发展，有限元法因其精度高、收敛性好、使用方便等优点逐渐被应用到板簧的设计中。

邹海荣等应用有限元法分析了某渐变刚度钢板弹簧的异常断裂问题，提出了避免此种断裂的改进措施。

胡玉梅等针对某汽车后悬架的钢板弹簧应用Ansys 软件分析了其静态强度特性，给出了钢板弹簧在不同载荷作用下的应力分布，计算结果与试验符合的较好。

谷安涛则讨论了应用有限元法设计钢板弹簧的一般流程，给出了设计的示例。

有限元法的最大优点之一就是可以仿真设计对象的实际工作状态，因而可以部分代替试验，指导精确设计。

汽车钢板弹簧存在非线性和迟滞特性。

应用有限元法进行分析时需要考虑大变形及接触，即需要同时考虑几何非线性和状态非线性，这将使得计算不容易收敛，因而需要较高的求解技巧及分析策略。

本文采用Nastran的非线性分析模块分析了某钢板弹簧的刚度特性，讨论了摩擦对其性能的影响，其分析流程及结果可以为同类型产品的设计提供参考。

2 钢板弹簧刚度的计算方法传统的计算方法有“共同曲率法”和“集中载荷法”。

此外，国内学者郭孔辉针对共同曲率法中存在的固有缺陷，提出了一种称为主片分析法的计算方法，田光宇等则针对集中载荷法的固有缺陷，提出了改进的集中载荷法。

这些方法的出发点都是把板簧各片看成是等截面的悬臂梁，不考虑板簧各片之间的摩擦和板簧变形过程中的大变形特性，采用经典梁公式计算第1叶片的端点挠度，进而求得板簧的刚度。

2.1共同曲率法共同曲率法由前苏联的帕尔希洛夫斯基提出，其基本假设为板簧受载后各叶片在任一截面上都有相同的曲率，即把整个板簧看成是一变截面梁，由此推出对称板簧的刚度计算公式如下：2.2集中载荷法集中载荷法的基本假设为板簧各叶片仅在端部相互接触，即假定第i片与第i-1片之间仅有端部的一个接触点，接触力为Pi，并且在接触点处两相邻叶片的挠度相等。

汽车桥壳的有限元分析

汽车桥壳的有限元分析闫维来源：E-WORKSCAE技术,在产品生产的各阶段,周期内都有实在际效益,例如:在概念设计阶段CAE可以为设计职员来完成基础设计的验证,不同方案的比较,满足功能,性能方面的要求;在具体设计阶段CAE可以验证各种零部件是否满足性能,制造上是否可行等,不过我国目前CAE技术的开展,主要集中在产品开发和试验阶段.本文研究的车桥就是经试验检测后在进行的CAE研究.随着CAE技术在中国的逐步被重视,越来越多的企业引进了CAE技术,本文主要简述CAE技术在某型汽车桥壳方面的应用.一、前言汽车桥壳是车辆中重要的安全件和功能件,是几何外形较为复杂的零件,它是主减速器,差速器,半轴的装配基体,主要功能是支撑汽车重量,并承受由车轮传来的路面反力和反力矩,并经悬架传给车架或车身,其性能直接影响运输车辆的安全性和可靠性,要求有足够的强度和刚度,质量要小,从而进步汽车行驶的平顺性.我国目前的实际应用中的桥壳多为铸造桥壳和钢板冲压焊接桥壳,铸造桥壳有较高的强度和刚度,但质量也较大,铸造质量也不易保证,很轻易造成材料和能源的浪费.而钢板冲压焊接桥壳,相比较而言,轻易制造,质量轻,但加工工序较多,往往存在着回弹超差,而且焊缝质量要求高,也很浪费材料和能源.随着成型设备及相关技术的发展,液压胀形技术在国外迅速发展,广泛应用于汽车制造行业,日本等国家在液压胀形技术上已经达到较高的水平,我国目前还处在试制阶段,不过也渐渐引起了业内人士的关注,液压胀形桥壳的主要优点是壁厚分布公道,无焊缝,刚度,强度高,重量轻,材料利用率高,节能降耗,加工工序少,加工效率高.这将是车桥今后发展的一种趋势,本文主要是通过ANSYS有限元软件对某型车桥结构进行的有限元计算与分析。

二、有限元计算与分析CAE技术,在产品生产的各阶段,周期内都有实在际效益,例如:在概念设计阶段CAE可以为设计职员来完成基础设计的验证,不同方案的比较,满足功能,性能方面的要求;在具体设计阶段CAE可以验证各种零部件是否满足性能,制造上是否可行等,不过我国目前CAE技术的开展,主要集中在产品开发和试验阶段.本文研究的车桥就是经试验检测后在进行的CAE研究.2.1有限元模型的建立我们根据设计者向我们提供的某后桥的数模，在对计算精度影响不大的条件下，为进步计算速度，对模型做适当的简化。

基于灵敏度分析提升某重型牵引车车架刚度的研究

基于灵敏度分析提升某重型牵引车车架刚度的研究周友明（东风柳州汽车有司，广西柳州545005）摘要：为研究某重型牵引车车架扭转刚度提升措施,通过在Hyperworks软件中建立了车架刚度有限元模型，给出了采用Optistruct进行灵敏度计算的方法。

灵敏度计算以车架纵梁、横梁和连接板厚度为设计变量，扭转刚度、弯曲刚度为约束，质量最小为目标，寻找单位质量灵敏度。

对比分析结果表明，该方法可以快速找到影响车架刚度的零件，能以最小代价提高车架刚度。

关键词：重型牵引车；车架刚度;灵敏度;有限元分析中图分类号：U463.32文献标识码:A 0引言重型商用车车架一般是梯形结构，由两根纵梁和多根横梁组成,是整车的安装基体。

车架结构除应满足整车总体布置的要求外，还应有足够的强度、刚度。

其强度、刚度直接影响整车的舒适性、操作稳定性等性能。

随着汽车轻量化的推进，通过优化设计改善车架刚度尤为重要。

由于车架纵梁、横梁结构形式、连接方式多种多样，计车架刚度叫车架为板冲压成型的结构，平时为提强度、刚度一般也用改度,能够要度的，方量提。

有方是用有量的作用的，进求。

度是通过一的化应结的影响的度。

为提重型车车架刚度，用Hyperworks车架有型，立刚度计和度型，用Optistruct求解其结构进行刚度优化设计。

1车架刚度及灵敏度分析原理1.1车架扭转刚度车架刚度是车过平整车架的能，车架一定角度的量车架刚度叫式如下：文章编号：1672-545X（2020）03-0191-04!=#⑴式T为，N-m;!为扭转角度,单位: rad;%为扭转刚度，单位:N・m/rad。

1.2车架弯曲刚度车架刚度是车时车架形的能，一定作用的车架的形量车架刚度。

式：!'⑵式中:!为冈IJ度，kN/mm;F为集中力，单位:kN;"为度，mm。

1.3灵敏度分析原理1.3.1设计度设计度是设计响应优化量的$3&。

由式（1）、（2，车架刚度点成正，车架刚度移成反，刚度、弯曲刚度度化为观点、位移度表示。

汽车结构实验报告小结

汽车结构实验报告小结引言本次实验旨在研究汽车的结构特点以及对汽车结构进行有限元分析，为汽车设计和优化提供数据支持。

通过实验，了解了汽车结构的材料、组成部分、受力情况等方面的基本知识。

实验结果表明，有限元分析是汽车结构研究中一种重要的分析方法，可以有效地评估车身刚度、安全性和舒适性等指标。

实验方法1. 汽车结构材料的研究我们首先对汽车的结构材料进行了研究。

通过观察和测量，我们了解到汽车主要使用钢材和铝材作为结构材料。

钢材具有良好的强度和刚度，适用于车身和底盘等主要部分的制造。

铝材则具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于发动机罩、车门等较轻的部件。

2. 汽车结构的组成部分我们对汽车的结构组成部分进行了详细的研究。

通过拆解汽车并观察其各部件，我们发现汽车主要由车身、底盘、发动机、悬挂、车轮等部分组成。

其中，车身和底盘是汽车的主要承载部分，发动机提供动力，悬挂和车轮则为汽车提供悬挂和行驶支持。

3. 汽车结构的有限元分析我们对汽车的结构进行了有限元分析。

首先，我们建立了汽车的有限元模型，并设置了边界条件和加载情况。

然后，通过有限元分析软件对模型进行分析，得到了应力、位移、变形等相关结果。

最后，我们对结果进行了分析和讨论，评估了汽车结构的刚度、安全性和舒适性等指标。

实验结果通过实验，我们得到了如下结论：1. 汽车的结构材料主要包括钢材和铝材，钢材具有较好的强度和刚度，适用于承载部分的制造；铝材具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，适用于轻质部件的制造。

2. 汽车的组成部分主要包括车身、底盘、发动机、悬挂和车轮等。

其中，车身和底盘是汽车的主要承载部分，发动机提供动力，悬挂和车轮为汽车提供悬挂和行驶支持。

3. 通过有限元分析，我们可以有效地评估汽车的结构刚度、安全性和舒适性等指标。

有限元分析软件能够计算汽车结构的应力、位移、变形等相关结果，为汽车设计和优化提供数据支持。

结论本次实验使我们对汽车的结构特点有了更深入的理解，并学会了应用有限元分析方法对汽车结构进行评估。

基于有限元分析的汽车车身强度与刚度优化设计

基于有限元分析的汽车车身强度与刚度优化设计随着汽车工业的高速发展，车身结构与性能的优化设计成为了汽车制造过程中的重要环节。

其中，车身强度与刚度是影响汽车安全性能与舒适性的关键指标。

本文将探讨利用有限元分析方法进行汽车车身强度与刚度的优化设计。

一、引言汽车的车身强度与刚度是保障乘客安全与减少车辆振动的重要指标。

传统的设计方法主要依靠经验和试验，但是这种方法的成本高昂且耗时，无法满足现代汽车制造的需求。

有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）技术因其高效、准确、经济的特点而成为了汽车工程领域中常用的工具。

二、有限元分析在汽车车身设计中的应用有限元分析是一种数值模拟方法，通过将实际结构离散为有限数量的单元，进而计算并预测结构的力学响应。

在汽车车身设计中，有限元分析可以用于确定车身中的应力分布、刚度矩阵和模态分析等相关参数。

1. 车身结构建模在有限元分析中，需要对车身结构进行准确的建模。

根据实际汽车的几何形状和材料特性，可以使用专业的有限元软件进行三维建模，并设置材料参数和边界条件。

2. 力学响应仿真通过给定车身所受到的载荷情况，可以进行强度仿真来评估车身在不同工况下的应力分布。

同时，还可以进行刚度仿真来预测车身在运动过程中的变形情况。

通过有限元分析，可以准确计算车身在各种工况下的应力及变形，并获得相应的结果数据。

3. 优化设计根据有限元分析所得到的结果数据，可以进行车身的优化设计。

通过对车身结构进行调整，如增加加强筋，改变材料厚度等，可以提高车身的强度与刚度性能。

三、汽车车身强度与刚度优化设计的考虑因素在进行汽车车身强度与刚度的优化设计时，需要考虑以下因素：1. 材料选择汽车车身通常采用钢材料，而不同级别的车辆往往选用不同强度的钢材。

在材料选择上，需要平衡强度、造价和安全性能等因素。

2. 结构优化在车身设计中，加强筋的设计是提高车身强度的关键。

通过有限元分析，可以确定加强筋的位置、形状和数量等参数，从而优化车身结构，提高车身整体强度。

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。

有限元分析实验报告

有限元分析实验报告引言有限元分析是一种工程设计和分析的常用方法。

它通过将结构或物体分割为有限数量的单元，利用数值方法计算每个单元的行为，最终得出整体结构的行为。

本实验使用有限元分析方法来研究一个特定的结构或物体。

实验目的本实验的目的是使用有限元分析方法研究一个给定的结构或物体。

通过实验，我们将探索结构的强度、刚度和变形等性能，评估其设计的合理性，并提出改进的建议。

实验步骤实验的步骤如下：1.准备工作：收集和整理所需的材料和数据，包括结构的几何形状、材料特性和加载条件等。

确保所收集的数据准确无误。

2.建立有限元模型：将结构的几何形状转化为有限元模型。

根据结构的复杂程度和要求，选择合适的单元类型和网格密度。

使用有限元软件，如ANSYS、ABAQUS等，建立有限元模型。

3.定义边界条件：根据实际应用场景，定义结构的边界条件。

这些条件包括约束边界条件和加载边界条件。

约束边界条件用于限制结构的自由度，加载边界条件用于施加外部载荷。

4.分析结构的行为：使用有限元软件进行结构的强度、刚度和变形等分析。

根据加载和边界条件，计算结构在不同工况下的应力、位移和应变等结果。

5.结果分析和讨论：评估结构的性能，比较不同工况下的结果，分析结构的弱点和改进的空间。

提出改进的建议，并讨论其可能的影响和成本。

6.撰写实验报告：根据实验结果和讨论，撰写实验报告。

报告应包括实验目的、方法、结果和讨论等部分。

确保报告的结构清晰，表达准确。

结果与讨论根据实验的结果和讨论，我们得出以下结论：1.结构的强度：分析结果显示，结构在给定的加载条件下具有足够的强度，能够承受预期的载荷。

然而，在某些关键部位，应力集中现象可能会导致局部的应力超过材料的极限强度。

2.结构的刚度：结构的刚度是指结构在受力下的变形情况。

分析结果显示，结构在加载后会发生一定的变形，但变形量较小，不会对结构的正常功能产生明显的影响。

3.结构的优化：根据分析结果和讨论，我们提出了改进结构的建议。

车架刚度及模态的有限元分析与优化

车架刚度及模态的有限元分析与优化马迅，盛勇生（湖北汽车工业学院汽车系，湖北十堰442002）摘要：建立某概念设计阶段的车架有限元模型，利用工程分析软件ANSYS6.l计算出其前五阶固有频率、振型及弯曲和扭转刚度；以总质量为目标，在动静刚度许可的范围内对其纵横梁的截面尺寸进行优化设计。

关键词：有限元法；车架；模态分析；弯扭刚度；优化设计Abstract：In this paper，a finite eIement modeI of a frame，which is on the phase of conceptuaI design，is estabIished using the software ANSYS6.l.The primary five naturaI freguencies and corresponding modaI shapes as weII as the static bending and tor-sionaI stiffness are caIcuIated.Aiming at the minimum totaI mass，the section dimension of the IongitudinaI and cross girders of the frame are optimized in the aIIowabIe range of static and dynamic stiffness.Key words：Finite eIement method；VehicIe frame；ModaI anaIysis；Bending and torsionaI stiffness；Optimization design中图分类号：THl32文献标识码：A文章编号：l006-333l（2004）04-0008-04基于有限元法的车架设计流程为：根据设计任务书并参照同类车型车架确定初步的结构方案；建立车架的实体模型；对实体模型进行网格划分，建立车架的有限元计算模型（用于结构选型的概念性设计阶段，大多采用空间梁单元模拟车架的纵横梁）；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，看是否符合要求；将初始结构参数作为设计变量，将一些关键性能指标作为状态变量，以质量最轻或体积最小为目标进行优化设计［l］。

基于有限元法的汽车接头刚度仿真分析

按在ＡＮＳＡ中取钣金件的中
间面按５ｍｍ划出网格，合格为３～７ｍ进行有限元网格划分。总装ａｒ后，按照各个公司不同的规范要求
般来说，在整个有限元求解过程中最重要的环节是有限元前处理
模型的建立。这一般包括几何建模、定义材料属性和实常数（要根据单元
业，一种通用程序，可以用它进行所有行业的几乎任何类型的有限元分是析，如汽车、宇航、铁路、机械和电子等行业。ＡＮＹＳＳ软件将实体建模、系统组装、有限元前后处理、有限元求解和系统动态分析等集成一体，最大限度地满足工程设计分析的需要。通过结合ＡＹ软件，ＮＳＳ能高效准确地
建立分析构件的三维实体模型，自动生成有限元网格行有限元求解，对模态分析计算结果进行图形显示和
结果输出，对结构的动态特性做出评价。它包括结构分析、模态分析、磁场分析、热分析和多物理场分析等众多功能模块。
一
图２
车身镧造
ＣｒｏａＢＭａｕｃｒｇｎａｕｎｆｔｉ
■ 浙江同济科技职业学院／君廖
基于有限元法的汽车接头刚度仿真分析
汽车车身上Ｔ形接头与其他承载件共同形成了一个牢固的车身承载结构。接头部位对结构的系统影响较大，应当保持有足够的刚度，刚度不足，会导致局部区域出现大的变形，从而影响了车的正常使用。低的刚度必然伴随有低的固有频率，易发生结构共振和声响。接头刚度仿真分析的目的就是要通过模拟计算，算出汽车接头部位受力后产生的位移和最大应力，分析是否合理，从而对设计部门提供更改建议，以改善汽车接头位置的刚度。汽车车身常见的接头分布如图１Ｎ示。面，而一般有限元软件所提供的几何建模工具功能相当有限，难以快

机械设计中的刚度分析及优化措施研究

机械设计中的刚度分析及优化措施研究引言在机械设计中，刚度是一个十分重要的性能指标。

刚度越高，结构在受力下的变形越小，从而保证了机械设备的运行稳定性和精度。

本文将对刚度的分析及其优化措施进行研究，以期提高机械设备的工作效率和可靠性。

1. 刚度的概念和分类刚度是指物体在受力作用下不发生形变或变形较小的性质。

在机械设计中，刚度主要分为结构刚度和材料刚度。

结构刚度是指受力结构在外力作用下不发生形变的能力，而材料刚度是指材料在受力时的抗变形性能。

2. 刚度分析方法刚度的分析方法主要包括理论计算和仿真模拟两种。

理论计算是通过数学模型和公式进行刚度计算，但由于复杂的物理现象和实际工况的影响，理论计算通常只能得到近似结果。

因此，仿真模拟成为了刚度分析的重要方法。

通过有限元分析等方法，可以更准确地模拟实际工况，并得到刚度的定量分析结果。

3. 刚度优化的措施为了提高机械设备的刚度，可以采取以下优化措施：(1) 结构优化：通过对机械结构进行合理的设计和布局，减小结构的自由度，从而提高刚度。

例如，在刚度要求高的部位采用更厚的材料或者加强筋骨的连接方式，可以有效增加结构的刚度。

(2) 材料优化：选择具有较高材料刚度的材料，可以提高机械设备的整体刚度。

例如，铝合金相比于普通钢材具有更高的刚度，因此可以在设计中优先考虑采用铝合金材料。

(3) 界面优化：合理设计和选择连接件，可以减小连接面的摩擦和间隙，从而提高机械设备的刚度。

例如，在连接螺栓时，使用更精确的加工工艺和更优质的连接件，可以减小螺栓连接处的间隙，提高刚度。

(4) 预紧优化：适当预紧连接件，可以在一定程度上提高机械设备的刚度。

通过合理选取预紧力和预紧方式，可以减小连接面的间隙并增加接触面的有效面积，从而提高刚度。

4. 刚度优化案例分析以一台工业机床的刚度优化为例，该机床在高速加工过程中存在振动和精度偏差的问题。

通过有限元分析，发现机床主轴箱床身刚度较低，导致振动传递，进而影响整体加工精度。

基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析

基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种应用数值计算方法的工程分析技术，可以用于解决各种工程问题。

在汽车发动机设计中，使用有限元分析可以帮助工程师了解和优化发动机组件的力学性能。

本文将基于ANSYS软件，介绍如何进行汽车发动机连杆的有限元分析。

一、建模和几何参数定义：在进行有限元分析之前，首先需要将连杆的几何形状转化为虚拟模型。

一般来说，使用CAD软件绘制连杆的草图，并根据设计要求对连杆进行几何尺寸和参数的定义。

对于汽车发动机连杆而言，常见的几何参数包括连杆长度、大端和小端直径、连杆的截面形状等。

在绘制草图时，应注意考虑到实际的工程要求和设计限制。

二、材料定义和材料力学参数：在有限元分析中，连杆的材料定义至关重要。

一般来说，连杆材料应具有优异的强度和刚度，以应对高速旋转和高温的工作环境。

一般常用的连杆材料包括铸铁、铝合金、钛合金等。

在模型中定义连杆的材料属性，常用的材料力学参数有弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂韧性等。

这些参数将作为材料的基本力学性能指标，用于后续的有限元分析计算。

三、网格划分和单元选择：在进行有限元分析之前，需要将连杆的几何模型划分成一系列小的有限元网格。

这一步骤称之为网格划分。

在网格划分时，需要根据设计要求和实际需求选择适当的网格类型。

对于连杆而言，常用的网格类型有四面体网格、六面体网格和四边形网格等。

划分后的网格中的每个单元都将代表连杆的一个局部区域，通过对每个单元进行力学计算，可以得到连杆在整个工作过程中的承载能力和应力分布情况。

四、加载和边界条件定义：在有限元分析中，需要对模型施加适当的加载和边界条件来模拟实际工作情况。

对于汽车发动机连杆而言，常见的加载和边界条件有定常和动态载荷、热载荷和流体载荷等。

例如，在连杆的大端和小端分别施加适当的载荷，以模拟发动机工作时的受力情况。

同时，还需要定义边界条件，如固定轴承的位置，以模拟实际组装情况。

基于有限元分析的汽车零部件强度与刚度优化设计

基于有限元分析的汽车零部件强度与刚度优化设计随着汽车工业的发展，汽车部件的强度和刚度优化设计变得越来越重要。

在汽车制造过程中，有限元分析成为一种广泛应用的工程计算方法，通过对汽车零部件进行有限元分析，可以有效地评估其强度和刚度，并提供优化设计方案。

汽车零部件的强度是指其在工作载荷下不会发生破裂或塑性变形的能力。

而零部件的刚度则是指其在受到外力作用时的变形量。

在设计过程中，为了满足车辆的安全性和性能要求，需要对零部件的强度和刚度进行综合考虑和优化设计。

有限元分析是一种数值计算方法，通过将零部件划分成多个小单元，在节点处建立代表材料性质的节点，利用有限元法原理，将材料的力学性质转化为代表节点的位移和应变，进而分析和计算零部件的强度和刚度。

在进行有限元分析时，首先需要建立准确的零部件模型，并对其进行网格划分。

网格划分的精细程度和划分单元的数量会直接影响到分析结果的准确性。

然后，需要定义零部件的边界条件和加载情况，这些条件将模拟零部件在现实工作环境中所受到的力和载荷。

最后，使用合适的有限元分析软件进行计算，并得出零部件的应力和位移等结果。

基于有限元分析的强度和刚度优化设计是通过不断地改变零部件的几何形状、结构和材料，以使其在给定的约束条件下达到最优性能。

例如，在零部件的厚度、横截面形状和材料选择等方面进行调整，以提高零部件的强度和刚度。

通过多次有限元分析和优化过程，找到最佳设计方案。

此外，在进行有限元分析时，还需要考虑到实际制造和装配过程中的一些因素。

例如，零部件的局部加强、结构支撑和连接方式等。

这些因素将直接影响到零部件的强度和刚度，需要在分析中进行充分考虑。

在整个设计过程中，与制造工程师和材料工程师之间的有效沟通和协作是至关重要的。

只有通过密切合作，才能综合考虑到零部件的制造可行性和材料性能，以最终达到优化设计的目标。

综上所述，基于有限元分析的汽车零部件强度和刚度优化设计是一种有效的工程计算方法。

通过精确建立零部件的模型，并进行准确的有限元分析，可以评估零部件的强度和刚度，并在此基础上进行优化设计。

汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析

果映射的一种功能，即将前期网格上的计算机结果对应到新
网格上，以达到新旧网格计算保持连续性。本文采用了
Ａａｕ／ｙｈｎ语言与ＣＥ结合解决了橡胶大变形计算过程ｂｑｓｐｔｏＡ
中出现的不收敛问题。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｈｒｒｕｂｒｔｅｐｒｓｄａｕｔｅｗｅｎｓｏｋｒａｄｃａｓ．Ｂｃｕｅｒｂｅｓｈｐｒ — Ｔｅｅａｅｒｂｅ —ｓｅｌａｔｕｅｓｍｏｎｓｂｔｅｈｃｅｎｈｓｉｓｓｅａｓｕｂｒｉｙｅｅ
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第２卷第期７６
文章编号：０６— ３８２１）６— ３９— ５１０９４（００００００
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２０月０年６１
汽车减震器橡胶连接件静刚度有限元分析

汽车车架支座及焊接接头的有限元分析

必须步骤。
汽车车架承受着来自路面和装载的各种载荷
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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。

汽车结构有限元分析

有限元分析1.有限元法可以分为两类,即线弹性有限元法和非线性有限元法.其中线弹性有限元法是非线性有限元法的基础,二者不但在分析方法和研究步骤上有类似之处,而且后者常常要引用前者的某些结果.2.有限元的数学及力学思想答：有限元法作为结构分析的一种计算方法，从数学的角度看，其基本思想是通过离散化的手段，将偏微分方程或者变分方程换成代数方程求解；从力学的角度看，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特性，而整个连续的力学特性能够可以认为是这些小单元体力学特性的总和，从而建立起连续的力的平衡关系。

3.有限元模型:有限元模型是真实系统理想化的数学抽象.由一些简单形状的单元组成,单元之间通过节点连接,并承受一定载荷.4.有限元法:是以力学理论为基础,随着力学\数学和计算机科学相结合而发展起来的一种数值计算方法.5.传统结构设计流程:设计----建模----测试---再设计.(1)作很大简化,计算精度差;(2)结构尺寸与重量偏大;(3)结构局部强度或刚度不足;(4)设计周期长,试制费用高6.现代产品设计:Design(CAD)----Virtual Test(CAE)---Build---T est---Redesign。

有限元法是CAE的核心部分7.汽车结构有限元分析的内容：（1）零部件及整车的疲劳分析，估计产品的寿命，分析部件损坏的原因；（2）结构件、零部件的强度、刚度和稳定性分析（3）结构件模态分析、瞬态分析、谐响应分析和响应谱分析；（4）车身内的声学设计，车身结构模态与车身内声模态耦合；（5）汽车碰撞历程仿真和乘员安全保护分析（被动安全性）；（6）结构件、零部件的优化设计（质量或体积为目标函数）；（7）车身空气动力学计算，解决高速行驶中的升力、阻力和湍流问题8.汽车结构有限元分析的流程：（1）制定方案；（2）建立结构模型；（3）划分有限元模型；（4）有限元模型检查；（5）加载和增加约束条件；（6）求解计算；（7）结果分析。