【正文】 進(jìn)入草圖設(shè)計(jì)平臺(tái)。通過與CATIA的目標(biāo)管理器COM的集成，能夠進(jìn)行質(zhì)量、慣性測量和計(jì)算。（4）創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)GSD CATIA外形設(shè)計(jì)模塊基于線框與多個(gè)曲面特征組合，可以設(shè)計(jì)復(fù)雜的外形。圖紙與3D主模型的幾何關(guān)聯(lián)性可使用戶并行地進(jìn)行設(shè)計(jì)和工程繪圖工作。運(yùn)行在UNIX系統(tǒng)下，而隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，CATIA推出了運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上的版本CATIA V5。它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、三維建模、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖的生成到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、各種模具設(shè)計(jì)與分析、人機(jī)交換等實(shí)用模塊。設(shè)計(jì)出既滿足性能要求，質(zhì)量又小的車架為車架的優(yōu)化設(shè)計(jì)的首選目標(biāo)，如何搞好車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)成為車架設(shè)計(jì)需要解決的一個(gè)難題。汽車車架結(jié)構(gòu)作為汽車的承載體，在外部作用下產(chǎn)生的彎曲、扭轉(zhuǎn)、振動(dòng)不但造成車架結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，而且還影響車輛的舒適性和行駛平順性。根據(jù)采用的單元形式，車架有限元模型可以分為實(shí)體單元模型和板殼單元模型等。這種設(shè)計(jì)方法是以同一類型的成熟樣車為參考來進(jìn)行車架的設(shè)計(jì)，目前依然是車架結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)的主要方法。綜上所述，有限元法已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)的重要工具之一，對于提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、降低產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)制造成本，提高汽車產(chǎn)品在市場上的競爭能力具有重要意義。為了提高車架的設(shè)計(jì)水平，必須將車架有限元分析技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。汽車車架的有限元分析畢業(yè)論文 目錄摘 要 I1緒 論 1 1 1 2 2 2 3 4 42車架三維模型的建立 5 5 5 V5 5 6 7 83車架有限元模型的建立 10 10 10 10 11 11 11 12 12 13 16 19 19 20 20 20 21 22 26 27 27總 結(jié) 32參考文獻(xiàn) 33致 謝 34 1緒 論計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給社會(huì)帶來了巨大的改變，同時(shí)也為工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造提供了強(qiáng)有力的工具。本文以某中型載貨汽車車架為研究對象，對車架結(jié)構(gòu)有限元模型的建立，靜、模態(tài)特性分析以及優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行初步研究與探討。早期的車架設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)和試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行的方法。但是，這種方法可能造成車架各處強(qiáng)度不均勻，某些局部強(qiáng)度較大，產(chǎn)生材料浪費(fèi)等現(xiàn)象。實(shí)體單元模型，前處理相對簡單，計(jì)算機(jī)內(nèi)存處理快，計(jì)算精度相對較低；板殼單元模型能夠準(zhǔn)確描述車架的形狀，但前處理復(fù)雜，工作量大，需要計(jì)算機(jī)內(nèi)存大，運(yùn)算速度慢，一般應(yīng)用于對精度要求高的場合。通過模態(tài)分析，可以得出車架結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型，對于防止汽車發(fā)生共振等情況具有指導(dǎo)作用，而且模態(tài)性能也是車架結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析的基礎(chǔ)。（3）近些年來，大多數(shù)國內(nèi)汽車廠家已購買了各種與有限元分析相關(guān)的軟件，這些軟件功能完備，精度高，以及通用性和可靠性好，但是學(xué)習(xí)和掌握這些軟件也是一個(gè)需要時(shí)間的過程。CATIA不但能夠保證企業(yè)內(nèi)部設(shè)計(jì)部門之間的協(xié)同設(shè)計(jì)功能而且還可以提供企業(yè)整個(gè)集成的設(shè)計(jì)流程和端對端的解決方案。CATIA V5不但具有V4版本的強(qiáng)大功能、還增加了許多新的特性。同時(shí)還可輸出DXF格式的數(shù)據(jù)文件。GSD提供了CATIA線框與命令。（6）知識(shí)工程顧問KWA CATIA可以將隱式的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為嵌入整個(gè)設(shè)計(jì)過程的顯示知識(shí)。草圖的工具欄：【輪廓】工具欄，提供了多種繪制草圖幾何元素的工具，通過【輪廓】工具欄提供的工具可以繪制各種形狀的圖形，是草圖設(shè)計(jì)平臺(tái)最基礎(chǔ)的一個(gè)工具欄。圖22車架的草圖零件設(shè)計(jì)平臺(tái)是使用CATIA進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的主要工作平臺(tái)，在草圖中單擊【工作臺(tái)】工作欄中的退出工作臺(tái)，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)行CA1901汽車車架的繪制。ANSYS軟件是由美國ANSYS公司研制的大型通用有限元軟件。（2）唯一實(shí)現(xiàn)前后處理、求解及多場分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的一體化大型有限元分析軟件。（10）良好的用戶開發(fā)環(huán)境，綜合應(yīng)用菜單、對話框、工具條、命令行輸入，圖形化輸出等多種方式，使應(yīng)用更加方便。按單元維數(shù)與拓?fù)湫问椒诸?，可以分為：?）二維或三維；（2）點(diǎn)單元（如質(zhì)量單元）；（3）線單元（如彈簧、桿、梁等單元）；（4）面單元（如殼單元）；（5）體單元。約束方程的典型應(yīng)用包括：（1）節(jié)點(diǎn)中有各種連接，如銷釘連接、鉸鏈連接；（2）周期情況；（3）剛性區(qū)域；（4）不相似的已劃分網(wǎng)格的區(qū)域需要連接。導(dǎo)入模型后，我們必須指明單元類型，給予實(shí)常數(shù)，還必須先定義材料屬性，然后方可劃分網(wǎng)格，建立有限元模型。網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計(jì)算結(jié)果的精度和計(jì)算規(guī)模的大小。4車架模型有限元分析本章將利用前面建立的車架有限元模型，應(yīng)用ANSYS軟件對它扭轉(zhuǎn)和彎曲工況進(jìn)行靜力強(qiáng)度分析和模態(tài)分析，通過有限元仿真計(jì)算，研究所分析車架的結(jié)構(gòu)性能。因此，這種方法僅用于對車架強(qiáng)度的驗(yàn)算，或用于與其它車型的車架強(qiáng)度進(jìn)行比較，而不能用于計(jì)算車架上某點(diǎn)(如應(yīng)力集中點(diǎn))的真實(shí)應(yīng)力值。彎曲工況是模擬在滿載狀態(tài)下、四輪著地時(shí)汽車在良好路面勻速直線行駛的狀態(tài)。在分析計(jì)算時(shí)，扭轉(zhuǎn)工況下車架的約束如表41所示。ANSYS包含七種分析類型，這里不一一列出，只選擇靜態(tài)分析（Static）。帶有懸架系統(tǒng)的車架模型，在剛性梁單元MPC184 。在模態(tài)分析中，求解的是頻率和振型， 及振型文件 中。 總 結(jié)本文主要應(yīng)用CATIA和有限元分析軟件ANSYS對某汽車車架進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模、有限元分析，得出了一些有益的結(jié)論。參考文獻(xiàn)[1]唐俊, V5 ,2005年9月[2] V5 ,2003年10月[3]曾洪江, ,2004年11月[4]，2004年3月[5]宋勇,艾宴清,2004年12月[6](下)(第3版).人民交通出版社,1995年7月[7],2000年11月[8],2001年6月[9],1979年4月[10]王錦俞,2002年1月[11],2000年4月[12]ANSYS, Ins. ANSYS Commands Reference. Ninth Edition. SAS,1997年11月[13]Saeed Element and Application with ANSYS. New York:Publishing House of Electronic Industry,2005年7月[14]，2005年1月[15],1998年6月[16]（上）.機(jī)械工業(yè)出版社,2000年9月[17]羅錦陵,宋美娟,1997年4月 致 謝本論文是在王文竹老師的耐心指導(dǎo)下完成的。王老師兢兢業(yè)業(yè)忘我的工作，耐心的解決我們畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的種種困難，希望我的老師身體好起來，能夠變得胖一點(diǎn)。感謝CATIA，ANSYS論壇上的網(wǎng)友，幫我解決了一些軟件上的問題。王老師豐富的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度使我深受教益，銘記在心。主要研究工作和結(jié)論如下:。為了能夠?qū)Y(jié)果進(jìn)行后處理，必須進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展，也就是必須將振型寫到結(jié)果文件中。最大應(yīng)力出現(xiàn)在最后一根橫梁處，應(yīng)力值在許用范圍之內(nèi)。這一步主要是針對不同的分析類型設(shè)置它們各自的分析選項(xiàng)，包括通用幾何非線性、求