汽車結(jié)構(gòu)有限元分析
關(guān)注創(chuàng)建者：Tim.Ding 創(chuàng)建時間：2020-10-15
汽車結(jié)構(gòu)有限元分析的視頻教程
Abaqus汽車球鉸防塵罩有限元分析
基于abaqus分析了球鉸球銷與對接件聯(lián)接后擺動到極限擺角位置的工況。球鉸廣泛應(yīng)用在如控制臂、轉(zhuǎn)向拉桿、穩(wěn)定桿連桿等部件上。其中橡膠防塵罩是球鉸重要的零部件，本案例對球鉸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化，分析了球銷擺動和橡膠的變形。
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自主結(jié)構(gòu)有限元求解器：算例-殼的模態(tài)分析
iSolver為一個完全自主的有限元求解器框架，使用Abaqus/CAE做前后處理，可以快速集成自研有限元算法，幫助客戶實(shí)現(xiàn)自研程序的商業(yè)化包裝和推廣。 本視頻為iSolver殼的模態(tài)分析的演示視頻。 如需了解更多，歡迎觀看下面的視頻： https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
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汽車結(jié)構(gòu)有限元分析的實(shí)例教程
1、汽車結(jié)構(gòu)有限元分析的內(nèi)容：1）. 零部件及整車的疲勞分析，估計產(chǎn)品的壽命、分析部件損壞的原因；2）. 結(jié)構(gòu)件、零部件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析；3）. 結(jié)構(gòu)件模態(tài)分析、瞬態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和響應(yīng)譜分析；4）. 車身內(nèi)的聲學(xué)設(shè)計，車身結(jié)構(gòu)模態(tài)與車身內(nèi)聲模態(tài)耦合；5）. 汽車碰撞歷程仿真和乘員安全保護(hù)分析(被動安全性)。6）. 結(jié)構(gòu)件、零部件的優(yōu)化設(shè)計（質(zhì)量或體積為目標(biāo)函數(shù)）；7）. 車身空氣動力學(xué)計算，解決高速行駛中的升力、阻力和湍流等問題；.......
2、車身：車身覆蓋件（cover panel）：覆蓋在車身骨架表面的板制件。外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件
車身結(jié)構(gòu)件（body structural;body skeleton; body frame）：組成車身本體，支撐覆蓋件，并保證車身強(qiáng)度和剛度的零部件。承載。
車體——有書中稱“車身的主體”也就是我們這里的車身結(jié)構(gòu)件
3、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容：設(shè)計一個連續(xù)、完整的受力系統(tǒng)；
確定桿件截面型式（開、閉口）
? 確定桿件截面的構(gòu)成
? 確定桿件與桿件、桿件與覆蓋件的過渡、連接的結(jié)構(gòu)
? 劃分分總成、分塊
? 應(yīng)力分析計算
? 主圖板設(shè)計、零件圖
4、車身結(jié)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計：車身骨架（body skeleton）：主要為保證車身的強(qiáng)度和剛度而構(gòu)成的空間框架結(jié)構(gòu)。
要求：–剛度：變形、振動、噪聲
剛度不足，將會引起車門的門框、窗框、發(fā)動機(jī)艙口及行李箱口等的變形，導(dǎo)致玻璃破裂，車門卡死；低
剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響，并削弱結(jié)構(gòu)接頭的連接強(qiáng)度；此外，還會影響安
裝在底架上的總成的相對位置。
展開 1、汽車結(jié)構(gòu)有限元分析的內(nèi)容：1）. 零部件及整車的疲勞分析，估計產(chǎn)品的壽命、分析部件損壞的原因；2）. 結(jié)構(gòu)件、零部件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性分析；3）. 結(jié)構(gòu)件模態(tài)分析、瞬態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和響應(yīng)譜分析；4）. 車身內(nèi)的聲學(xué)設(shè)計，車身結(jié)構(gòu)模態(tài)與車身內(nèi)聲模態(tài)耦合；5）. 汽車碰撞歷程仿真和乘員安全保護(hù)分析(被動安全性)。6）. 結(jié)構(gòu)件、零部件的優(yōu)化設(shè)計（質(zhì)量或體積為目標(biāo)函數(shù)）；7）. 車身空氣動力學(xué)計算，解決高速行駛中的升力、阻力和湍流等問題；.......
2、車身：車身覆蓋件（cover panel）：覆蓋在車身骨架表面的板制件。外覆蓋件、內(nèi)覆蓋件
車身結(jié)構(gòu)件（body structural;body skeleton; body frame）：組成車身本體，支撐覆蓋件，并保證車身強(qiáng)度和剛度的零部件。承載。
車體——有書中稱“車身的主體”也就是我們這里的車身結(jié)構(gòu)件
3、車身結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容：設(shè)計一個連續(xù)、完整的受力系統(tǒng)；
確定桿件截面型式（開、閉口）
? 確定桿件截面的構(gòu)成
? 確定桿件與桿件、桿件與覆蓋件的過渡、連接的結(jié)構(gòu)
? 劃分分總成、分塊
? 應(yīng)力分析計算
? 主圖板設(shè)計、零件圖
4、車身結(jié)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計：車身骨架（body skeleton）：主要為保證車身的強(qiáng)度和剛度而構(gòu)成的空間框架結(jié)構(gòu)。
要求：–剛度：變形、振動、噪聲
剛度不足，將會引起車門的門框、窗框、發(fā)動機(jī)艙口及行李箱口等的變形，導(dǎo)致玻璃破裂，車門卡死；低
剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響，并削弱結(jié)構(gòu)接頭的連接強(qiáng)度；此外，還會影響安
裝在底架上的總成的相對位置。
展開 素材來源 | 網(wǎng)絡(luò)
編輯整理及圖片 | AEE汽車工程會議
在結(jié)構(gòu)的幾何圖形上，劃分有限元網(wǎng)格是建立有限元模型的主要內(nèi)容之一。在用有限元分析的前處理自動生成網(wǎng)格時，特別是用常應(yīng)變單元自動生成有限元網(wǎng)格時要非常注意，有可能存在問題，應(yīng)引起注意，必要時加以改進(jìn)。要想用有限元分析前處理自動生成出好的有限元網(wǎng)格也要付出辛勤地勞動。即使在方案比較的情況下，應(yīng)力和變形的分布規(guī)律也不能離譜，計算結(jié)果的誤差也應(yīng)在給定的范圍之內(nèi)，建立好的有限元模型與分析經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。
在沒有有限元分析指南的情況下，用力學(xué)分析和試驗(yàn)結(jié)果對有限元模型的確認(rèn)和對計算結(jié)果的驗(yàn)證是非常重要的，以避免不正確的有限元分析結(jié)果誤導(dǎo)設(shè)計。
3. 汽車結(jié)構(gòu)的常規(guī)分析
汽車結(jié)構(gòu)的常規(guī)分析包括強(qiáng)度分析、剛度分析、NH分析、設(shè)計優(yōu)化分析等內(nèi)容。
強(qiáng)度分析
強(qiáng)度的概念是結(jié)構(gòu)在正常工作時能承受的載荷，一般用工作應(yīng)力的峰值來表示結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的水平。
在解決實(shí)際工程問題時，要根據(jù)分析目的和分析對象的受力狀態(tài)，選擇描述（評價）分析對象力學(xué)性能的物理量，并用這個物理量進(jìn)行強(qiáng)度分析，這是一個非常重要的問題。指導(dǎo)原則是有限元分析輸出的物理量應(yīng)與試驗(yàn)分析時測試的物理量相同，以便于試驗(yàn)驗(yàn)證。
剛度分析
剛度的概念是結(jié)構(gòu)在正常工作時的許可變形，用剛度表示結(jié)構(gòu)抵抗結(jié)構(gòu)變形的能力, 剛度是結(jié)構(gòu)在外力作用下發(fā)生單位變形所需要的力。
評價一輛車的好壞，主要看車身。一般車身結(jié)構(gòu)（如商用車的駕駛室)設(shè)計的主要問題是剛度問題,其次是強(qiáng)度問題。如果車身結(jié)構(gòu)的剛度已滿足要求,則車身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度基本能滿足要求。
NH分析
汽車在外載荷（路面激勵、發(fā)動機(jī)的怠速和工作轉(zhuǎn)速的激勵）的作用下發(fā)生振動，用有限元分析的方法識別汽車結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)（振型、頻率和阻尼），對汽車結(jié)構(gòu)的振動噪聲和舒適性（NH）進(jìn)行分析。
設(shè)計優(yōu)化分析
設(shè)計優(yōu)化分析意味著在滿足約束的前提下產(chǎn)生最佳設(shè)計的可能性。
展開 本文介紹了與產(chǎn)品研發(fā)同步的5個有限元分析階段，闡述了有限元模型建立過程中應(yīng)注意的問題，簡單介紹了汽車產(chǎn)品的4種常規(guī)分析方法，建立汽車設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的方法，以及3個強(qiáng)度分析范例。范例1說明了有限元分析應(yīng)注意的內(nèi)容，范例2和3介紹了“應(yīng)力幅值法”在解決汽車車輪輪輻開裂和汽車發(fā)動機(jī)汽缸體水套底板開裂問題的應(yīng)用。
汽車是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合。一輛好車的主要特點(diǎn)是造型美觀、有時代感、結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、輕量化、材料利用率高，車輛性能先進(jìn)并且滿足國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保的要求，質(zhì)量可靠、保養(yǎng)方便、低成本、用戶滿意、滿足市場需求等。在競爭日益激烈的汽車市場，汽車性價比已經(jīng)成為市場競爭的焦點(diǎn)。采用有限元的常規(guī)分析技術(shù)，用計算機(jī)輔助設(shè)計代替經(jīng)驗(yàn)設(shè)計，預(yù)測結(jié)構(gòu)性能、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高產(chǎn)品研發(fā)水平、降低產(chǎn)品成本，加快新產(chǎn)品上市。
1. 與產(chǎn)品研發(fā)同步的5個有限元分析階段
在汽車產(chǎn)品研發(fā)流程中，一般有如下5個同步的有限元分析階段：
第0階段：對樣車進(jìn)行試驗(yàn)和分析；
第1階段：概念設(shè)計階段的分析；
第2階段：詳細(xì)設(shè)計階段的分析；
第3階段：確認(rèn)設(shè)計階段的分析；
第4階段：產(chǎn)品批量生產(chǎn)后改進(jìn)設(shè)計的分析。
有限元分析在產(chǎn)品研發(fā)的不同階段有不同的分析目的和分析內(nèi)容。有限元分析和試驗(yàn)分析是互相結(jié)合和驗(yàn)證的。在詳細(xì)設(shè)計階段，有些汽車公司對白車身和成品車車身都進(jìn)行有限元分析，有些汽車公司只對白車身進(jìn)行有限元分析。
2. 有限元分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)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關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過力學(xué)分析，把實(shí)際工程問題簡化為有限元分析的問題，提出建立有限元模型的具體意見和方法，確定載荷和位移邊界條件，使得有限元分析有較好的模擬（仿真）效果。
前處理自動生成的網(wǎng)格可能存在問題。建立有限元模型的好壞直接影響計算結(jié)果的誤差和分析結(jié)論的正確性。
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汽車結(jié)構(gòu)有限元分析的最新內(nèi)容
<h3><strong>【版權(quán)聲明與技術(shù)存證】關(guān)于某型“巷道超前支架”結(jié)構(gòu)有限元分析報告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權(quán)撤回</strong></p><p>本文發(fā)布內(nèi)容為本人針對某型巷道超前支架所做的有限元分析（FEA）階段性成果。</p><p><strong>合作背景說明：</strong> > 合作方：<strong>西安某礦業(yè)學(xué)科背景高校相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復(fù)合材料，內(nèi)插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動態(tài)顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應(yīng)力云圖，結(jié)果清晰，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)參考！
摘要：
本文針對300mm鎂合金溫軋機(jī)支承輥開展有限元分析，采用ANSYS軟件（經(jīng)典界面）。對支承輥進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，結(jié)果表明：支承輥?zhàn)畲笞冃瘟繛?.467×10^-4mm，滿足板形誤差要求；最大Von Mises應(yīng)力為67.6MPa，低于材料許用應(yīng)力（140~150MPa）。分析發(fā)現(xiàn)支承輥中間位置變形最大，軸頸與輥身接觸處應(yīng)力集中明顯。研究證實(shí)該支承輥設(shè)計滿足強(qiáng)度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據(jù)
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)的一個重要部件，裝在轉(zhuǎn)向拉桿或控制臂上，與轉(zhuǎn)向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關(guān)鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會發(fā)生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設(shè)計無法確定防塵罩的運(yùn)動規(guī)律和形狀，因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉；長期以來都是通過試制樣品后做臺架試驗(yàn)或路試來驗(yàn)證設(shè)計
在工業(yè)4.0與智能制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，MARC系列作為全球領(lǐng)先的高級非線性有限元分析平臺，已成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)研發(fā)數(shù)字化、提升產(chǎn)品競爭力的核心技術(shù)工具。本文將全面解析MARC的核心功能、技術(shù)優(yōu)勢及其在高端制造、新能源、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的深度應(yīng)用，為您展現(xiàn)如何通過先進(jìn)的仿真技術(shù)降低研發(fā)成本、縮短產(chǎn)品上市周期。
一、MARC產(chǎn)品核心技術(shù)優(yōu)勢
1. 全面的非線性分析能力
MARC提供業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的非線性求解技術(shù)
（原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明出處）
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論
該葉片的設(shè)計尺寸與GE 1.5XLE風(fēng)力渦輪機(jī)相近，長度為42.3米。本模塊通過穩(wěn)態(tài)單向流固耦合(FSI)分析，計算風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在氣動載荷作用下的變形。計算過程使用Fluent軟件，并包含計算結(jié)果和幾何文件……5
（1）mechanical
（2）Fluent
（3）耦合
壓電材料（PZT）具有正逆壓電效應(yīng)，即當(dāng)壓電材料受到機(jī)械變形時有產(chǎn)生電勢的能力；對它施加電壓時有改變壓電結(jié)構(gòu)形狀的能力。此外，PZT因其測量精度高、響應(yīng)速度快和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)在航空航天、精密測量、信息通訊和土木工程等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
一、PZT的本構(gòu)模型
根據(jù)Zhou等人的研究，壓電材料第一種形式的本構(gòu)方程為：
對于三維正交各向異性結(jié)構(gòu)，其剛度系數(shù)矩陣、壓電系數(shù)矩陣、介電系數(shù)矩陣如下所示
借助快速精準(zhǔn)的網(wǎng)格劃分工具，簡化仿真流程
面對如今復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)，機(jī)械工程師需要手頭有一套靈活可靠、易用且功能全面的工具。這類工具不僅要能幫助工程師快速理解并解決復(fù)雜技術(shù)問題，還需具備強(qiáng)大的可視化能力，方便他們溝通想法、推進(jìn)方案落地；同時，工具應(yīng)能自動處理繁瑣、耗時且重復(fù)性高的工作，讓工程師得以專注于創(chuàng)新設(shè)計。
下面我們來看看，Altair? HyperMesh?
