車架有限元分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-11-08
車架有限元分析的視頻教程
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(2)-基于UMAT的晶體塑性有限元程序
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基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析(5)-常見運(yùn)行錯(cuò)誤的分析與后處理分析
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車架有限元分析的實(shí)例教程
理論計(jì)算分析則可以在設(shè)計(jì)的初始階段，不需要生產(chǎn)樣車，通過計(jì)算分析就能夠得到產(chǎn)品的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，這樣就很大程度上節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，并縮短研發(fā)周期。
本文利用有限元方法，采用HyperWorks軟件離散并建立了重型汽車車架的有限元模型，利用求解器計(jì)算，得出了車架的前十階自由模態(tài)頻率和振型，并和試驗(yàn)?zāi)B(tài)進(jìn)行了對比。
2有限元模型建立
在有限元模型前處理軟件HyperMesh中對車架進(jìn)行幾何清理，并做網(wǎng)格劃分。車架主要由沖壓鋼板組成，通過鉚釘、螺栓進(jìn)行連接。根據(jù)分析的需求，對車架以及各支架部件進(jìn)行了必要的簡化和處理，車架縱梁以及橫梁與連接板采用殼單元，螺栓與鉚釘采用剛性單元，對于鑄造件采用四面體單元進(jìn)行離散。模型共劃分單元402788個(gè)，節(jié)點(diǎn)178504個(gè)。其有限元計(jì)算分析模型（如圖1所示）。
3模態(tài)分析與模態(tài)試驗(yàn)
3.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)
對于多自由度線彈性系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)微分方程可以用矩陣的形式表達(dá)為：
式中：M、C和K分別為系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，y(t)為系統(tǒng)的響應(yīng)位移矢量，x(t)為系統(tǒng)受到的激勵(lì)力矢量。
如果結(jié)構(gòu)阻尼很小，對系統(tǒng)的模態(tài)參數(shù)影響不大，則在進(jìn)行計(jì)算模態(tài)分析時(shí)通常忽略方程式(1)中的阻尼力項(xiàng)，這時(shí)求解其特征值可以得到系統(tǒng)的實(shí)模態(tài)，即模態(tài)振型所表示的各自由度的相對運(yùn)動(dòng)是同相或反相的。而如果結(jié)構(gòu)阻尼較大，則不能忽略阻尼力的影響，求出的是系統(tǒng)的復(fù)模態(tài)。模態(tài)振型各自由度之間的相對運(yùn)動(dòng)存在相位差，其大小是由模態(tài)阻尼比決定的[1]。
3.2有限元模態(tài)分析
理論僅考慮了車架自身的質(zhì)量和剛度，計(jì)算了車架的前五階模態(tài)頻率和模態(tài)振型。具體結(jié)果如表1所示。
車架的理論計(jì)算模態(tài)振型（如圖2所示）。
展開 摘 要：采用Nx Nastran軟件對公鐵兩用半掛車車架的初始方案進(jìn)行有限元計(jì)算，并對超過許用應(yīng)力的區(qū)域(結(jié)構(gòu))進(jìn)行了原因分析，提出相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施，最終優(yōu)化后的方案強(qiáng)度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，文章最后對公鐵兩用半掛車車架設(shè)計(jì)提出相應(yīng)建議，為同類型的車架設(shè)計(jì)提供了參考。
關(guān)鍵詞：公鐵兩用半掛車車架;有限元分析;強(qiáng)度;優(yōu)化;
公鐵兩用貨車是公路掛車加裝鐵路專用鉸接式走行單元，通過取消鐵路平車車體，將半掛車直接與轉(zhuǎn)向架相連，即可在鐵路上運(yùn)行；脫離連掛即成普通半掛汽車，可在公路上運(yùn)行的多式聯(lián)運(yùn)模式。公鐵兩用車因其具有自重系數(shù)低，轉(zhuǎn)運(yùn)快捷、投資小、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢，作為半掛車多式聯(lián)運(yùn)的一大分支，發(fā)展出多種形式，是理想的“門到門”多式聯(lián)運(yùn)的工具，前景廣闊，開創(chuàng)了“門到門”多式聯(lián)運(yùn)新紀(jì)元。中車眉山車輛有限公司研發(fā)了一種載重28 t的公鐵兩用半掛車，在半掛車車架設(shè)計(jì)過程中，基于Nx Nastran有限元仿真軟件對車架鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜強(qiáng)度預(yù)測評估與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
1 主要結(jié)構(gòu)及計(jì)算工況
1.1 主要結(jié)構(gòu)
公鐵兩用半掛車車架為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要板材采用T700高強(qiáng)度鋼。車架主要由前端梁、牽引縱梁、邊梁、大梁組成、橫梁、前端連接裝置、后端梁等組成，如圖1所示。
圖1 半掛車車架組成(初始方案)示意圖
1.2 計(jì)算工況
公鐵兩用半掛車公路運(yùn)輸時(shí)，汽車行駛的典型工況是在高速道路、強(qiáng)扭轉(zhuǎn)道路、一般道路和彎曲道路上的彎曲、扭轉(zhuǎn)、緊急制動(dòng)和急轉(zhuǎn)彎等4種工況。對于車架有限元靜態(tài)分析來說，通常情況下靜強(qiáng)度只分析彎曲、扭轉(zhuǎn)2種工況[1]。另外，車架應(yīng)具有足夠的抗彎剛度，通過車架的撓跨比考核。
剛度工況：在靜載和勻速行駛狀態(tài)下，零部件均依照安裝位置進(jìn)行加載，在此情況下考核車架彎曲變形。
展開 驗(yàn)證的具體原則如下：
（1）車架低階頻率（即一階扭轉(zhuǎn)和彎曲頻率的值）應(yīng)低于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，以避免發(fā)生整體共振。
（2）車架的彈性模態(tài)頻率應(yīng)盡量避開發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作的頻率范圍。
（3）車架的固有頻率應(yīng)盡量避開發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作的頻率范圍。
（4）車架振型應(yīng)盡量光滑，避免有突變。
在汽車行駛過程中, 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速引起的振動(dòng)的頻率范圍在33Hz以上；牽引車處于常用車速（50km/h～80km/h）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的爆發(fā)頻率為48Hz～52Hz；正常行駛時(shí)路面激勵(lì)頻率為20Hz左右。非簧載質(zhì)量的固有頻率一般為6Hz~12Hz。根據(jù)分析結(jié)果可知，該車架的一階扭轉(zhuǎn)頻率為8.1729Hz，二階彎曲頻率為12.229Hz，避開了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、爆發(fā)頻率、以及正常行駛時(shí)路面的激勵(lì)頻率，因此整個(gè)車架滿足動(dòng)態(tài)特性的條件，符合設(shè)計(jì)要求。
結(jié)論
本文運(yùn)用有限元理論，在現(xiàn)代有限元分析軟件的支持下，建立了HYG9386貨車車架的三維實(shí)體模型和有限元模型，并對其進(jìn)行了模態(tài)分析。具體說來，所完成的主要工作和取得的主要結(jié)論如下：
（1）對國內(nèi)外半掛車車架的有限元模態(tài)分析研究概況和主要途徑進(jìn)行了簡單分析。
（2）使用Solidworks軟件建立了車架的三維實(shí)體建模。
（3）完成了車架的模態(tài)分析。將建立的車架三維模型導(dǎo)入AnsysWorkbench中，利用AnsysWorkbench軟件建立整車有限元模型，使用solve求解器對車架進(jìn)行模態(tài)分析，得到車架結(jié)構(gòu)固有頻率與固有振型。
（4）提取出了車架結(jié)構(gòu)前二十階固有頻率以車架結(jié)構(gòu)振型圖，通過模態(tài)分析方法驗(yàn)證了該車架模態(tài)避開了隨機(jī)路面的激勵(lì)振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，符合車架的動(dòng)態(tài)振動(dòng)特性條件，滿足車架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。
展開 摘 要：本文在有限元軟件HyperWorks中建立了車架的有限元模型，并通過OptiStruc求解器進(jìn)行模態(tài)計(jì)算，將理論模態(tài)分析結(jié)果與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果進(jìn)行了對比，對比結(jié)果證明了理論分析和試驗(yàn)分析基本一致，說明有限元模型是正確合理的，是對車架進(jìn)一步進(jìn)行理論計(jì)算的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：HyperWorks 車架 模態(tài)分析有限元
1 前言
重型汽車車架是一個(gè)無限多自由度的振動(dòng)系統(tǒng)，在外界的時(shí)變激勵(lì)下將產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)外界激振頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，將產(chǎn)生共振。共振將會(huì)使得乘員感覺不舒服，帶來噪聲和早期疲勞破壞。因此，合理的車架模態(tài)對提高整車的整車的可靠性和NVH性能等有十分重要的意義。在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，預(yù)先掌握所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品滿足動(dòng)態(tài)特性要求，對車輛的動(dòng)態(tài)特性是非常重要的。可以從兩個(gè)方面獲得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率和振型，一種方法是通過試驗(yàn)的方法，對樣車進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)，識(shí)別出結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)頻率和振型，另一種方法是通過理論分析計(jì)算，分析計(jì)算出結(jié)構(gòu)的各階模態(tài)和振型。試驗(yàn)方法的局限性是必須在設(shè)計(jì)樣車制造出來之后，才能進(jìn)行試驗(yàn)分析。通過對實(shí)際樣車的試驗(yàn)分析，得出產(chǎn)品的基本動(dòng)態(tài)特性，如果不能滿足設(shè)計(jì)需求，需要重新設(shè)計(jì)，然后再生產(chǎn)樣車試驗(yàn)。如此往復(fù)多次，才能得到一個(gè)較為滿意的產(chǎn)品。但是產(chǎn)品開發(fā)周期長費(fèi)用高，不能夠迅速推出產(chǎn)品，占領(lǐng)市場，對企業(yè)發(fā)展不利。理論計(jì)算分析則可以在設(shè)計(jì)的初始階段，不需要生產(chǎn)樣車，通過計(jì)算分析就能夠得到產(chǎn)品的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，這樣就很大程度上節(jié)省開發(fā)費(fèi)用，并縮短研發(fā)周期。
本文利用有限元方法，采用HyperWorks軟件離散并建立了重型汽車車架的有限元模型，利用求解器計(jì)算，得出了車架的前十階自由模態(tài)頻率和振型，并和試驗(yàn)?zāi)B(tài)進(jìn)行了對比。
展開 proe建模
ansys靜力分析和動(dòng)態(tài)分析
找出結(jié)構(gòu)薄弱點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)
難點(diǎn)：考慮焊接處
請諸位給點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，謝謝
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車架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(bào)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)
[圖片]
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析2個(gè)月前
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(dòng)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！
鎂合金溫軋機(jī)支承輥有限元分析
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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(jì)滿足強(qiáng)度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據(jù)
基于ABAQUS的汽車防塵罩有限元分析2個(gè)月前
<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(gè)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(huì)發(fā)生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設(shè)計(jì)無法確定防塵罩的運(yùn)動(dòng)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(tái)架試驗(yàn)或路試來驗(yàn)證設(shè)計(jì)
在工業(yè)4.0與智能制造轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，MARC系列作為全球領(lǐng)先的高級非線性有限元分析平臺(tái)，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(shí)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(jì)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(jì)算風(fēng)力渦輪機(jī)葉片在氣動(dòng)載荷作用下的變形。計(jì)算過程使用Fluent軟件，并包含計(jì)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(shí)有產(chǎn)生電勢的能力；對它施加電壓時(shí)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(jì)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(shí)，工具應(yīng)能自動(dòng)處理繁瑣、耗時(shí)且重復(fù)性高的工作，讓工程師得以專注于創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
下面我們來看看，Altair? HyperMesh?
