【文章內(nèi)容簡介】 道具 符合演出要求 ,搭棚、拆棚 方便快捷， 舞臺的展開 與 折疊 實現(xiàn) 自動化 ； 。其次 自帶的 燈光和音響設備要 能滿足 大多數(shù)演出的要求 。第三 ,車輛要 帶獨立的液壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng) 供給自身需求； 第四 ,舞臺折疊后 應 具有運輸功能 ,能夠運輸舞臺道具 及其他組件 []。 總之 ,流動舞臺車的發(fā)展趨勢將沿著以下趨勢發(fā)展 :外形美觀 大方 ,舞臺設備 配置齊全 ,自重 要 輕， 車架 強度高 ,使用壽命長 ,安全 性能 高 ,維修方便 便宜，通用件多 等。 汽車作為目前我們國家的主要的城鄉(xiāng)交通工具， 在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。 對其 進行 剛度 、強度、 安全性能 和輕量化 的研究具有 十分 重要的意義[15]。而有限元方法是目前在 國際和國內(nèi)使用最為普遍，也最 有 現(xiàn)實意義的 手段之一 [16]。 相關(guān)資料表明：汽車自重每減少 10%，燃油消耗可降低 6% 8%，排放可降低 5% 6%[17]。因此，在保證各項性能的前提下 盡可能降低車架的質(zhì)量 就成為 設計車架時 的一個重要 階段 。 利用 有限元方法分析 對 車架的結(jié)構(gòu)性能 進行，并把 先進 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法 應用在 設計流程 中，可以協(xié)助人們 找到性能更 良 好，結(jié)構(gòu)更優(yōu) 秀 ，同時 車架 質(zhì)量更輕的設計方案， 經(jīng)濟而實用，這對于 追求結(jié)構(gòu) 的 性能和 車架輕量化設計的今天具有舉足輕重的 意義 [18]。一些結(jié)構(gòu)件長期 工作在振動和沖擊載荷下，工作條件十分惡劣。尋找適用于這些結(jié)構(gòu)件正確并且可靠的設計與 計算方法 ,成為了提高汽車 工作性能 以 及汽車可靠性的重 要途徑之一 [19]。 車架作為非承載式車身的 最 主要 的承載部件， 承擔 著 汽車的大部分 的 載荷，其性能 好壞直接影響了 車性能的好壞 [16]。 在 車架安裝著發(fā)動機、傳動系、轉(zhuǎn)向系、懸架、駕駛室等有關(guān) 部件和總成 ,眾多的部件與總成造就了 車架 復雜 工作狀態(tài) ,所以 無法 直接用簡單的數(shù)學方法對它 進行準確 而具體 的分析計算 ,但是 采用有限元方法 就 可以對車架的靜 態(tài)和 動態(tài)特性進行 相對 準確的分析 ,從而使 得 車架 的 設計從經(jīng)驗設計 跨越 到科學設計階段 [4]。 河北工業(yè)大學 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 7 拿有限元法 與 傳統(tǒng)的分析方法做下比較，發(fā)現(xiàn) [20]: (l)不 管分析物體的 CAD 形狀 ,都 可以利用有限元 法進行 多單元描述 ,因此 有限元法能 夠 適合 于 多種多樣的工程 實踐 。 (2)在 使用 有限元法時 ,對于 單元材料特性 大可不必費心 ,因為 材料屬性 可以 的按照工件 的實際情況而定 ， 而且可以設置成不關(guān)聯(lián)， 所以 不用考慮各結(jié)構(gòu) 件 之間的 關(guān)系和彼此的 影響。 (3)在 進行 有限元分析時 ,可以根據(jù) 對象 的實際約束 與載荷 情況 ,對 分析對象進行在不同 工況 下 的分析 ,這樣 并不會比進行單一工況分析多費很多的功夫。這樣 不僅 會大大提高 工程實踐 的效率 ,而且 還可以從中發(fā)現(xiàn) 約束 與 載荷 之間的相互關(guān)系，一舉多得。 (4)有限元的各 個 單元 進行 模擬計算時 ,因為 單元各自的運算公式 都 是一樣的 ,所以 在計算時 ,模擬計算 也就 更加快速 ,同時 方便在計算機上 進行 統(tǒng)一編程 ,有利于將程序編成模塊 結(jié)構(gòu) ，方便使用 。 (5)有限元分析 的 最終的目的是 將 工程 實踐問題 快速的解決 ,所以 有限元分析 需要在計算機中能夠快速而方便的得出結(jié)論。 。 有限元分析的具體步驟是 [21]: (1)將模型 離散化 ,即 對其 劃分單元或網(wǎng)格 。 (2)固定約束，施加載荷 。 (3)計算各個單元 在本工況下 的剛度矩陣 ,以 建立單元 的 平衡方程 。 (4)對 結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣 進行求解 ,建立結(jié)構(gòu) 的 整體平衡方程 。 (5)對 線性代數(shù)方程組 求解 ,從而 得出各 個 節(jié)點位移 ,由節(jié)點位移求 出 各 個 單元節(jié)點 應 力 。 (6)顯示 運算 處理計算結(jié)果 ，輸出最終結(jié)果 。 具體的 有限元分析 運算解決流程圖參照圖 16 河北工業(yè)大學 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 8 圖 16有限元分析流程圖 本章介紹的是國內(nèi)外舞臺車研 究的現(xiàn)狀，主要的是國內(nèi)的研究現(xiàn)狀，因為國外的經(jīng)濟實力較好，舞臺車都較貴，對于我國需要舞臺車的地方根本負擔不起，所以就稍加介紹 .還有就是從近幾年的發(fā)展趨勢來看，今后舞臺車的發(fā)展趨勢， 以及 流動舞臺車的舞臺的一些技術(shù)要求。 最后也是最重要的 就是本課題選題的意義所在，因為汽車在我們生活中越來越普遍，也正就說明了汽車對我們的日常生活越來越重要，雖說本課題為舞臺車的有限元分析，但是說到底同樣適用于其他特種車，我們不能只狹隘的看到一點，甚至適用于所有的汽車車架。還有就是有限元分析與傳統(tǒng)分析方法對比的特點，最后贅述的就是有限 元分析的方法步驟，并附加了一張圖片以更加簡潔的說明。這很適合初學者，圖文并茂，言簡意賅。 河北工業(yè)大學 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 9 上世紀五六十年代，我國對 于 車架的設計和 強度校核 仍然 是依靠傳統(tǒng)的 設計 方法，即依靠 的是經(jīng)典 材料力學、彈性力學 、理論力學和 結(jié)構(gòu)力學的經(jīng)驗公式， 將 車架結(jié)構(gòu) 大量 簡化， 而 設計的結(jié)果 需經(jīng) 過試驗來驗證，該法具有一定的可靠性和科學性 [22]。 在求解工程技術(shù)領(lǐng)域的實際問題時， 利用 建立基本方程和邊界條件 的方法 還是比較容易的，但是由于 實際工件的 幾何形狀、 載荷 和 材料 的不規(guī)則性， 不容易 得到解答 。因此，尋求近似解法 也 就成了必由之路 [23]。在多年的摸爬滾打之后，發(fā)現(xiàn) 雖然 近似算法 有 很多，但是最好用的 還 是有限元分析法， 因此有限元法 也就變成最常用的了。 在使用 有限元法 進行 求解時， 一般 把求解區(qū)域看 成為 是 由許 許多 多 的小的 單元 在節(jié)點處相互 連接的子域構(gòu)成 的 。由于 可以 單元分割成各種形狀和 根據(jù)情況分割成大小不一 的尺寸， 因此 有限元法 能很好地適 用于 解決 復雜的幾何形狀、材料特性 以及 邊界條件 的情況 ， 同時 在 成熟的 各種 大型 輔助 軟件 的 支持 下 ，它已 變成 非常受歡迎的、應用極 其 廣 范的 計算方法 [24]。 國外 在 車架的強度計算中 使 用有限元法 比較早，而我國大約是在七十年代末才把有限元法應用于汽車車架的結(jié)構(gòu)強度設計分析中。近十年來，由于計算機軟件與硬件的迅猛發(fā)展，有限元法逐漸被應用到特種汽車的車架結(jié)構(gòu)分析中 [25]。 我所應用的是 The MSC. Software Corporation(簡稱 MSC)有限元分析軟件， 其前后處理軟件 是 MSC. PATRAN，有限元求解器 是 MSC. NASTRAN。 即分析軟件是NASTRAN。 下面是 求解器 MSC. NASTRAN 功能介 紹 ： 1966 年，為滿足當時美國航 空航天業(yè)對結(jié)構(gòu)分析的急 切需求， 所以美國國家 航天局 NASA（ National Aeronautics and Space Administration）主持 召開 了大型通用有限元 應用 程序系統(tǒng)開發(fā)的 公開 招標工作， 與此同時 將該程序系統(tǒng)命名為 NASTRAN。 介紹下中標的公司。中標的是 美國 的 MSC 公司 ，其 創(chuàng)辦于 1963 年， 其 總河北工業(yè)大學 2020 屆 本科 畢業(yè)論文 10 部設在美國 的 洛杉磯。 在 1966 年， MSC 公司參與了 NASTRAN 的開發(fā)招標工作，并一舉中標， 故 參與了整個 NASTRAN 的研 發(fā)過程。 于 1969 年， NASA 推出 了NASTRAN 的第一個版本， 在 1973 年 NASTRAN 進行版本升級， 版本發(fā)布， 同時 美國航空航天局 指定為 NASTRAN 的特約 且唯一 維護商。 1971 年， 初 始的 NASTRAN 做了大量 修改 ，采用了新的單元 數(shù)據(jù)庫，增加了程序的功能，對 用戶界面 進行了人性化改進 ，提高了 系統(tǒng) 運算速度和效率， 對硬件的要求降低。 特別對 其 矩陣方法做了 許多 重大改進， 不久之后 推出了 公司 自己的專利版本 ：MSC. NASTRAN。之后， MSC 公司對 其名下產(chǎn)品 NASTRAN 進行 不斷 的改進與 升級， 在公 司的不斷努力下， NASTRAN 的 性能和 適 用性都有了 根本上 的飛躍。 NASTRAN 軟件 的 可靠性 很高 ，品質(zhì) 卓越 ，得到 了業(yè)界充分 的肯定， 所以 眾多大公司 以及 工業(yè)行業(yè)都 把 MSC. NASTRAN 的 最后 結(jié)果作為標準 以 代替其他 的 質(zhì)量規(guī)范。 同時 MSC. NASTRAN 具有 的 開放式的結(jié)構(gòu)， 組織結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了 全模 塊化 使其 在 擁有很強的分析功能 的同時 又保證 了良好 的靈活性， 允許使用者可根據(jù) 自己的 實際工程問題和不同的需 求 進行 獨立的 模塊組合 從而 獲取最佳的 求解方式 。 前后處理器 MSC. NASTRAN 的 功能簡介： 誕生于 20 世紀 80 年代 ，它的誕生是 美國 航空航天 局 (NASA)的資助的產(chǎn)物 ， 伴 隨著計算機 的發(fā)展和 其交互技術(shù)的發(fā)展， 將其 孕育 成 日益完善的