ANSYS案例分析.

汽车悬挂系统模态分析

悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。

令 1235001.62N/m,k 37918.42N/m k ==，121.4, 1.7l m l m ==，m=1440.57kg 。，2=4742.7k g m zz I ⋅，112

E=1.9110/N m ⨯ 采用2D 的计算模型，使用梁单元2-D Elastic Beam Elements (BEAM3)来等效车身，使用弹簧单元Spring-Damper Elements (COMBIN14)来等效车体的前后悬架支撑，使用质量块单元Structural Mass Element (MASS21)来等效车身质量。

(1) 进入ANSYS （设定工作目录和工作文件）

file → Change Jobname → Vehicle suspension system

(2)设置计算类型

ANSYS Main Menu:Preferences…→Structural →OK

(3)定义单元类型

ANSYS Main Menu:Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete...

Add→Solid Beam→2d elastic 3,Apply;后选择Combination：Spring-damper 14→Apply; 然后选择Structural Mass：3D mass 21→OK.选择Type 2 COMBIN14，单击Options，将K3设定为2-D longitudinal，→OK；选择Type 3 MASS21 单击Options…→K3 设定为 2-D w rot inert

→ OK → Close.

(4)定义实常数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants…→Add/Edit/Delete... →Add…→选择Type 2 COMBIN14 →OK →Real Constants Set No. 1, K:35001.62(前悬架支撑的弹簧系数k1 = 35001.62) →Ok；Add…→选择Type 1 BEAM3 →OK →Real Constants Set No. 2AREA:5, IZZ:5, HEIGHT:5(梁单元参数，可以为任意值) →OK →Add… →选择Type 3 MASS21 →OK →Real Constants Set No. : 3, MASS:1440.57，

IZZ:4742.27(质点的实常数) →OK →Add…→选择Type 1 BEAM3 →OK →Real Constants Set No. : 4（第4 号实常数）AREA:5, IZZ:5, HEIGHT：5(梁单元参数，可以为任意值) →OK →Add…→选择Type 2 COMBIN14 →OK →Real Constants Set No. : 5（第5 号实常数）, K:37918.42 (后悬架支撑的弹簧系数k2 =37918.42) →Close (关闭Real Constants 窗口)

(5)定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear→ Elastic→Isotropic →EX=1.91E11，PRXY=0.3。OK，Density (定义材料密度) →DENS:0, →OK →关闭材料定义窗口

（6）构造车体模型

生成节点

ANSYS Main Menu：Preprocessor →Modeling →Create →Nodes →In Active CS →Node number：1，X，Y，Z Location in active CS：0，0，0 Apply。同样输入其余4 个节点坐标（最左端为起始点，坐标分别为（0，0.3，0）、（1.4，0.3，0）、（3.1，0.3，0）、(3.1,0,0) OK

生成元素并分配材料类型、实常数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →Type 2 COMBIN14 →OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes →点击 1，2 号节点，生成第1个单元→OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →MAT,1，TYPE,1 Beam3，REAL,2 →OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes →点击2，3 号节点，生成第2个单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →Type 3 MASS21 REAL,3 →OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes →点击3 号节点，生成第3个单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →Type 1 BEAM3 REAL,4 →OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes →点击3，4 号节点，生成第4个单元

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Elem Attributes →Type 2 COMBIN14 REAL,5 →OK

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes →点击4， 5 号节点，生成第5个单元