車架有限元分析的案例
重型汽車車架有限元模態分析與試驗模態分析比較
理論計算分析則可以在設計的初始階段，不需要生產樣車，通過計算分析就能夠得到產品的各項動態性能指標，這樣就很大程度上節省開發費用，并縮短研發周期。
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，利用求解器計算，得出了車架的前十階自由模態頻率和振型，并和試驗模態進行了對比。
2有限元模型建立
在有限元模型前處理軟件HyperMesh中對車架進行幾何清理，并做網格劃分。車架主要由沖壓鋼板組成，通過鉚釘、螺栓進行連接。根據分析的需求，對車架以及各支架部件進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行離散。模型共劃分單元402788個，節點178504個。其有限元計算分析模型（如圖1所示）。
3模態分析與模態試驗
3.1 模態分析理論基礎
對于多自由度線彈性系統，其運動微分方程可以用矩陣的形式表達為：
式中：M、C和K分別為系統的質量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，y(t)為系統的響應位移矢量，x(t)為系統受到的激勵力矢量。
如果結構阻尼很小，對系統的模態參數影響不大，則在進行計算模態分析時通常忽略方程式(1)中的阻尼力項，這時求解其特征值可以得到系統的實模態，即模態振型所表示的各自由度的相對運動是同相或反相的。而如果結構阻尼較大，則不能忽略阻尼力的影響，求出的是系統的復模態。模態振型各自由度之間的相對運動存在相位差，其大小是由模態阻尼比決定的[1]。
3.2有限元模態分析
理論僅考慮了車架自身的質量和剛度，計算了車架的前五階模態頻率和模態振型。具體結果如表1所示。
車架的理論計算模態振型（如圖2所示）。
展開 基于Nx Nastran有限元分析的公鐵兩用半掛車車架結構優化（上）
摘 要：采用Nx Nastran軟件對公鐵兩用半掛車車架的初始方案進行有限元計算，并對超過許用應力的區域(結構)進行了原因分析，提出相應的優化改進措施，最終優化后的方案強度滿足相關標準要求，文章最后對公鐵兩用半掛車車架設計提出相應建議，為同類型的車架設計提供了參考。
關鍵詞：公鐵兩用半掛車車架;有限元分析;強度;優化;
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，將半掛車直接與轉向架相連，即可在鐵路上運行；脫離連掛即成普通半掛汽車，可在公路上運行的多式聯運模式。公鐵兩用車因其具有自重系數低，轉運快捷、投資小、經濟環保等優勢，作為半掛車多式聯運的一大分支，發展出多種形式，是理想的“門到門”多式聯運的工具，前景廣闊，開創了“門到門”多式聯運新紀元。中車眉山車輛有限公司研發了一種載重28 t的公鐵兩用半掛車，在半掛車車架設計過程中，基于Nx Nastran有限元仿真軟件對車架鋼結構進行了靜強度預測評估與結構優化。
1 主要結構及計算工況
1.1 主要結構
公鐵兩用半掛車車架為全鋼焊接結構，主要板材采用T700高強度鋼。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 計算工況
公鐵兩用半掛車公路運輸時，汽車行駛的典型工況是在高速道路、強扭轉道路、一般道路和彎曲道路上的彎曲、扭轉、緊急制動和急轉彎等4種工況。對于車架有限元靜態分析來說，通常情況下靜強度只分析彎曲、扭轉2種工況[1]。另外，車架應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下，零部件均依照安裝位置進行加載，在此情況下考核車架彎曲變形。
展開 轉，基于有限元的半掛車車架陣型模態分析
驗證的具體原則如下：
（1）車架低階頻率（即一階扭轉和彎曲頻率的值）應低于發動機怠速運轉頻率，以避免發生整體共振。
（2）車架的彈性模態頻率應盡量避開發動機經常工作的頻率范圍。
（3）車架的固有頻率應盡量避開發動機經常工作的頻率范圍。
（4）車架振型應盡量光滑，避免有突變。
在汽車行駛過程中, 發動機怠速引起的振動的頻率范圍在33Hz以上；牽引車處于常用車速（50km/h～80km/h）時，發動機的爆發頻率為48Hz～52Hz；正常行駛時路面激勵頻率為20Hz左右。非簧載質量的固有頻率一般為6Hz~12Hz。根據分析結果可知，該車架的一階扭轉頻率為8.1729Hz，二階彎曲頻率為12.229Hz，避開了發動機怠速、爆發頻率、以及正常行駛時路面的激勵頻率，因此整個車架滿足動態特性的條件，符合設計要求。
結論
本文運用有限元理論，在現代有限元分析軟件的支持下，建立了HYG9386貨車車架的三維實體模型和有限元模型，并對其進行了模態分析。具體說來，所完成的主要工作和取得的主要結論如下：
（1）對國內外半掛車車架的有限元模態分析研究概況和主要途徑進行了簡單分析。
（2）使用Solidworks軟件建立了車架的三維實體建模。
（3）完成了車架的模態分析。將建立的車架三維模型導入AnsysWorkbench中，利用AnsysWorkbench軟件建立整車有限元模型，使用solve求解器對車架進行模態分析，得到車架結構固有頻率與固有振型。
（4）提取出了車架結構前二十階固有頻率以車架結構振型圖，通過模態分析方法驗證了該車架模態避開了隨機路面的激勵振動頻率和發動機的怠速運轉頻率，符合車架的動態振動特性條件，滿足車架結構的設計要求。
展開 重型汽車車架有限元模態分析與試驗模態分析比較
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求解器進行模態計算，將理論模態分析結果與試驗模態分析結果進行了對比，對比結果證明了理論分析和試驗分析基本一致，說明有限元模型是正確合理的，是對車架進一步進行理論計算的基礎。
關鍵詞：HyperWorks 車架 模態分析有限元
1 前言
重型汽車車架是一個無限多自由度的振動系統，在外界的時變激勵下將產生振動。當外界激振頻率與系統的固有頻率接近時，將產生共振。共振將會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。在汽車產品設計開發過程中，預先掌握所設計產品的動態特性，使所設計的產品滿足動態特性要求，對車輛的動態特性是非常重要的。可以從兩個方面獲得產品結構的固有振動頻率和振型，一種方法是通過試驗的方法，對樣車進行模態試驗，識別出結構的各階模態頻率和振型，另一種方法是通過理論分析計算，分析計算出結構的各階模態和振型。試驗方法的局限性是必須在設計樣車制造出來之后，才能進行試驗分析。通過對實際樣車的試驗分析，得出產品的基本動態特性，如果不能滿足設計需求，需要重新設計，然后再生產樣車試驗。如此往復多次，才能得到一個較為滿意的產品。但是產品開發周期長費用高，不能夠迅速推出產品，占領市場，對企業發展不利。理論計算分析則可以在設計的初始階段，不需要生產樣車，通過計算分析就能夠得到產品的各項動態性能指標，這樣就很大程度上節省開發費用，并縮短研發周期。
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，利用求解器計算，得出了車架的前十階自由模態頻率和振型，并和試驗模態進行了對比。
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車架有限元分析
proe建模
ansys靜力分析和動態分析
找出結構薄弱點進行改進
難點：考慮焊接處
請諸位給點項目實施的經驗，謝謝
節能賽車車架的尺寸優化及其有限元分析
為了參加中國節能競技大賽，需要設計輕量化的車架。初步設計的車架滿足了強度
和剛度要求，但安全裕度較大，仍有較大的優化潛力。為了充分利用材料的性能，制定了滿
載彎曲工況下，基于體積目標和位移約束的尺寸優化方案，通過尺寸優化選取合適的鋼管壁
厚，最后利用RADIOSS，在多種工況下，對優化后的車架進行剛度和強度有限元分析。設
計完成后的車架比上屆參賽車架的重量大幅減輕，并順利完成比賽，取得了本隊最佳成績。
卞翔_節能賽車車架的尺寸優化及其有限元分析.pdf
大學生方程式賽車車架有限元仿真分析
四、 加載邊界條件
由于組委會要求提交的設計參數表里只要求計算車架的扭轉剛度，所以第一版仿真分析只考慮扭轉剛度。
將懸架線框圖導入到Hyperworks中，將懸架硬點和硬點對應吊耳用RBE2剛性連接。
計算前軸扭轉剛度時，在前懸架左邊（車手左手方向）上A臂處添加一個向下的1000N的力，前懸架右邊（車手右手方向）上A臂處添加一個向上的1000N的力，并對后懸架的6個自由度全部約束住。將對應工況添加到對應的loadsteps中，就可以跑分析了！
五、 后處理
分析結束后，打開對應結果文件，選擇對應工況可以看到對應工況下車架的應力云圖、最大應力、位移云圖和最大位移等結果。
后軸扭轉
后軸扭轉應力云圖
前軸扭轉
前軸扭轉位移云圖
展開 基于Nx Nastran有限元分析的公鐵兩用半掛車車架結構優化（下）
2.3 優化改進措施
為使縱向力平滑傳遞到其他部件，根據原因分析所述的1～2點，因結構功能限制，通過調整板厚，適當減小安裝座開口尺寸等方法減小該處應力。
根據原因分析所述的3～4點，在前端梁與牽引橫梁間增加2個載荷傳遞較為理想的工字型梁，如圖4(b)所示，計算結果表明，強度滿足鐵路運行工況要求，但該處空間狹小，焊縫較多，考慮到工藝操作性，將牽引縱梁(冷彎槽鋼)如圖4(a)所示，優化為組焊的大截面槽鋼梁如圖6-7所示，與牽引銷板組焊成箱型截面梁，如圖4(c)所示。
圖4 前端優化過程
根據原因分析所述的3～4點，在2根縱向大梁組成內側增加2組組焊的異形槽鋼梁，其兩端分別與后端梁、懸架橫梁焊接連接，如圖5(b)所示，經有限元計算，強度滿足鐵路運行要求，但其與大梁太近，內側焊縫不便于施焊，同時不便于組裝氣囊用緊固件。優化兩側組焊的異形槽鋼梁為車架中央位置的一組工字型梁，如圖8所示，端部分別與后端梁、懸架橫梁相連，如圖5(c)所示。
根據原因分析所述的第5點將前端的橫向補板與縱向大梁組成的上翼緣對接處界面制出圓弧，如圖9所示；將后端梁組成的腹板優化成帶圓弧過渡的L型結構等措施，如圖10所示，與大梁下翼緣相連，減小應力集中程度。
圖5 后端優化過程
圖6 牽引縱梁組成(1)
圖7 牽引縱梁組成(2)
圖8 縱向梁組成
圖9 橫向補板
圖1 0 后端梁腹板
2.4 優化方案有限元計算情況
2.4.1 公路運行時
剛度工況：車架的垂向變形為6.196 mm, 如圖11所示，小于軸距的2‰(16.49 mm),滿足剛度要求。
展開 基于_MSC.NASTRAN_的汽車車架結構的仿真研究
本文作為有限元法的基礎研究，通過學習、消化與吸收，對MSC.NASTRAN進行了剖析，并著重對MSC.NASTRAN桿系單元中的一般梁單元CBAR和復雜梁單元CBEAM進行了分析。針對車架結構有限元分析中關鍵問題的研究，闡述了對車架結構進行有限元靜力分析和動力分析的規范。同時，規范化了使用MSC.PATRAN建立汽車車架結構桿系有限元模型的步驟，這些規范化的步驟可以縮短了車架結構有限元分析的時間，提高了研究工作效率，以達到快速分析汽車車架結構的剛度、強度和振動特性的目的。
基于_MSC.NASTRAN_的汽車車架結構的仿真研究.pdf
展開 2006年會msc.fatigue論文--副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬
1.JPG
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬.pdf
副車架疲勞臺架試驗的有限元模擬.pdf
有限元分析及其基本分析步驟 附有限元分析基礎教程曾攀下載
08
結果處理與顯示
進入有限元分析的后處理部分，對計算出來的結果進行加工處理，并以各種形式將計算結果顯示出。
不同教材對有限元法步驟劃分有所不同，但其基本內容及原理是一致的，感興趣的朋友繼續深度研究哦~
下載地址：有限元分析基礎教程曾攀
深圳有限元分析公司，提供有限元航空結構分析
航空結構分析
飛機一般由機翼、機身、起落架和飛機操作系統組成，其結構受力復雜，用以往的經典工程分析進行應力分析已滿足不了現代飛機型號設計的要求，花費的時間長，分析的部位具有局限性。隨著大型計算機及工作站的出現和大量工程應用軟件的投入使用，使得復雜的工程問題得以用有限元法進行分析，使航空結構分析走上CAE的道路，用有限元對飛機結構進行分析具有極大的優越性。
CAE可以對飛機的各大部件如機身、機翼、舵面、發動機短艙、氣密艙、起落架等進行常規的結構分析、熱分析、動力分析等，而且其強大的多物理場耦合功能可進行諸如流體－固體耦合、熱－結構耦合、氣動分析，完全能滿足飛機設計中對有限元分析的需求。
1.飛行器總體
v 頻率和振型
v 線性和非線性靜態和瞬態應力
v 失穩分析
v 飛鳥和飛機的撞擊
v 總體氣動性能
v 飛機、發動機的氣動匹配
v 軍用飛機的雷達反射特性以及紅外輻射特性
2.子系統
機身
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
機翼
v 靜力分析
v 動力響應分析（模態、顫振、抖振等）
v 失穩分析
v 損傷容限分析
v 結構優化設計
3.起落架
v 飛行器起落架多體動力學分析
v 飛行器起落架部件級靜力分析
v 飛行器起落架部件級動力分析
4.航空發動機
v 軸系彈塑性、靜動力分析、疲勞分析、優化設計
v 盤系的靜力計算、模態計算和動力響應計算
v 葉片模態計算、動力響應計算、熱疲勞分析
v 發動機機匣載荷分析、疲勞變形分析
v 燃燒室/加力燃燒室/推進劑熱應力分析、熱疲勞分析、靜力分析
5.衛星設計
v 衛星的模態動力學分析
v 電池組托架的應力分析
v 太陽能電池板的展開
v 運輸引起的沖擊和損傷
展開 基于有限元的叉車貨叉分析與設計 附UG有限元分析教程下載
圖5 貨叉應力分布云圖
下載地址：UG有限元分析教程
鎂合金溫軋機支承輥有限元分析
有限元分析 ￥30
摘要：
本文針對300mm鎂合金溫軋機支承輥開展有限元分析，采用ANSYS軟件（經典界面）。對支承輥進行靜強度分析，結果表明：支承輥最大變形量為0.467×10^-4mm，滿足板形誤差要求；最大Von Mises應力為67.6MPa，低于材料許用應力（140~150MPa）。分析發現支承輥中間位置變形最大，軸頸與輥身接觸處應力集中明顯。研究證實該支承輥設計滿足強度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據。
目錄
1 緒論
2 問題描述
3 建立有限元模型
3.1 建立模型
3.2 指定工程名和分析標題
3.3 指定分析類型
3.4 定義單位及單元類型
3.5 定義材料屬性
3.6 劃分網格
3.7 施加邊界條件和載荷
3.8 求解
4 計算結果及結果分析
4.1 顯示位移圖
4.2 顯示應力云圖
5 結論
參考文獻
1 緒論
本論文的鎂合金溫軋機為四輥軋機，其原理圖如圖1.1所示。彎輥技術的基本工作原理是通過裝設在軸承座之間的液壓缸向工作輥或支承輥輥頸施加液壓彎輥力，使軋輥產生附加彎曲，來瞬時地改變軋輥的有效凸度，從而改變承載輥縫形狀，以補償由于軋制壓力和軋輥溫度等工藝因素的變化而產生的輥縫形狀的變化，保證生產出高精度的產品。只要根據具體的工藝條件來適當地選擇液壓彎輥力，就可以達到改善板形的目的。
圖1.1 鎂合金溫軋機工作輥彎輥裝置液壓伺服控制系統
液壓彎輥法有兩種基本方式：彎曲工作輥和彎曲支承輥，一般多采用彎曲工作輥法。本論文研究的鎂合金溫軋機采用彎曲工作輥法。垂直方向彎曲工作輥又分為正彎輥和負彎輥兩種形式。正彎輥法如圖1.2a所示。
展開 abaqus有限元分析過程 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
一、有限單元法的基本原理
有限單元法（The Finite ElementMethod）簡稱有限元（FEM），它是利用電子計算機進行的一種數值分析方法。它在工程技術領域中的應用十分廣泛，幾乎所有的彈塑性結構靜力學和動力學問題都可用它求得滿意的數值結果。
有限元方法的基本思路是：化整為零，積零為整。即應用有限元法求解任意連續體時，應把連續的求解區域分割成有限個單元，并在每個單元上指定有限個結點，假設一個簡單的函數（稱插值函數）近似地表示其位移分布規律，再利用彈塑性理論中的變分原理或其他方法，建立單元結點的力和位移之間的力學特性關系，得到一組以結點位移為未知量的代數方程組，從而求解結點的位移分量. 進而利用插值函數確定單元集合體上的場函數。由位移求出應變, 由應變求出應力
二、ABAQUS有限元分析過程有限元分析過程可以分為以下幾個階段
1.建模階段:
建模階段是根據結構實際形狀和實際工況條件建立有限元分析的計算模型――有限元模型，從而為有限元數值計算提供必要的輸入數據。有限元建模的中心任務是結構離散，即劃分網格。但是還是要處理許多與之相關的工作：如結構形式處理、集合模型建立、單元特性定義、單元質量檢查、編號順序以及模型邊界條件的定義等。
2.計算階段:
計算階段的任務是完成有限元方法有關的數值計算。由于這一步運算量非常大，所以這部分工作由有限元分析軟件控制并在計算機上自動完成
3.后處理階段:
它的任務是對計算輸出的結果驚醒必要的處理，并按一定方式顯示或打印出來，以便對結構性能的好壞或設計的合理性進行評估，并作為相應的改進或優化，這是驚醒結構有限元分析的目的所在。
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