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HyperMesh重载车辆车架结构仿真及优化
HyperMesh重载车辆车架结构仿真及优化 本文通过对 HyperMesh 的学习,以某重型载货汽车车架为例,建立了基于板壳单元的车架结构有限元模型;在板壳单元有限元模型的基础上对车架结构的静、动态性能进行了分析与研究;建立了以梁单元为基础的车架结构的优化模型。8613 对用于有限元前后处理软件 HyperMesh 的特点、用户界面及数据存储结构进行了简要的介绍,为以后应用这个软件做好了准备。 以某重型载货汽车车架为研究对象,以有限元的基本理论为基础,运用HyperMesh建立了基于板壳单元的车架结构有限元模型,并给出了具体的建模过程。提出了处理铆钉和螺栓连接的具体方法,为将板壳单元应用于车架结构分析做好了准备。 对车架结构的静、动态特性进行了研究,对车架各种工况下的静力模拟效果进行了比较,通过比较得出连接模型效果比较理想的结论。通过车架结构的静、动态特性的研究,可以清楚地掌握车架的性能,实现对车架结构设计的效果进行评价的目的。 关键字:重型载货汽车;车架;有限元法;HyperMesh;静力分析 TitleThe simulation and optimization of overloaded vehicles frame structure Abstract Through studying HyperMesh software this thesis built the FEAmodel of a heavy-duty truck with shell elements. Based on the model the authorstudied the static and dynamic performance of the truckrsquo;s frame structure. At last,the author built a simple optimization model of the truckrsquo;s frame. With theobjective that the volume of the frame is minimal the author optimized the carlingsection dimensions. The characteristic, user interfaces and data storage structure of HyperMesh aresimply introduced.Be prepared to use the HyperMesh software in the next step. In this paper, we use HyperMesh software to build theFEA model of some heavy-duty truckrsquo;s frame based on the theory of FEM andgive out the process of building model. The author advanced the way to connectthe shell elements, on which how to apply shell elements on frame structureanalysis is prepared for. 4.1静态分析典型工况的确定20 4.1.1 重型载货车架技术指标20 4.2.1 车架结构静力分析结果评价21 4.3 车架在不同工况下的静态特性分析21 4.3.1 满载弯曲工况22 4.3.2 满载扭转工况25 第五章 总结27 致谢28 参考文献29 第一章 绪论 车架是支承连接汽车的各零部件,并承受来自车内外载荷的主要结构。车架是整个汽车的基体,汽车的绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。因此,车架工作时要承受扭转、弯曲等多种载荷产生的弯矩和剪切力,同时受到来自路面和车桥的激振而产生振动,设计中除了要有足够的强度、足够的抗弯刚度和合适的扭转刚度保证汽车对路面不平度的适应性外,合理的振动特性也是十分重要的,以避免汽车在使用过程中各部件之间产生共振,导致某些部件的早期损坏,降低汽车的使用寿命。笔者采用ANSYS软件对车架进行强度及模态分析, 为改进结构和优化设计提供了可行方案。 1.1 课题背景 在汽车行业中,有限元法广泛应用于各大汽车总成,包括车架、车身、车桥、离合器、轮胎、壳体等零部件以及驾驶室噪声的分析,大大提高了汽车的设计水平,正在成为设计计算的强有力工具之一。 目前,在进行汽车车架设计时,设计人员主要采用的还是传统的办法对车架进行简化的计算,或者由其它部门进行有限元分析计算。车架的这种设计模式导致的问题包括两
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