【文章內容簡介】 ”輸入“ 0”“終止距離” 輸入“ 55”，單擊 ，在“布爾操作”對話框中單擊“創(chuàng)建”。 完成如圖 3－ 75 所示。 32 圖 3－ 75 5. 單擊 ，創(chuàng)建孔，出現如圖 3－ 76 創(chuàng)建孔的對話框， 圖 3－ 76 輸入“ ， 25， 118”，單擊拉伸體的表面，單擊 ，在出現的“定位”對話框中單擊 ，如圖 3－ 77 所示。 圖 3－ 77 圖 3－ 78 選擇拉伸體的圓弧，出現如圖 3－ 78 對話框，單擊“圓心”完成圓孔，按同樣方法創(chuàng)建另 33 一圓孔。 6. 單擊 ，單擊“方位”，單擊 把坐標 系移動到絕對原點。 7. 單擊 ，選擇拉伸體，單擊 ，在出現的“變換”對話框中選擇 ，單擊 ，單擊 ，單擊“復制”，完成另一個后制動器支架固定板，按照同樣方法復制另外兩個。完成如圖 3－ 79 所示。 圖 3－ 79 34 6 后簧固定座建模過程 1. 單擊 ，單擊“方位”在出現的“構造坐標系”的“ X－增量”輸入“－ 440”單擊 。 2. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，繪制如圖 3－ 80 草圖。 圖 3－ 80 3. 單擊 ，完成草圖繪制。 4. 單擊 ，選擇繪制的草圖， 單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 58”“終止距離”輸入“ 58”，單擊 ，在“布爾操作”對話框中單擊“創(chuàng)建”。完成如圖3－ 81 所示。 圖 3－ 81 35 5. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，繪制如圖 3－ 82 草圖。 圖 3－ 82 6. 單擊 ，完成草圖繪制。 7. 單擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 50”“終止距離”輸入“ 50”， 單擊 ，在“布爾操作”對話框中單擊“相交”，選擇上步驟完成的拉伸體，完成如圖 3－ 83 所示。 圖 3－ 83 圖 3－ 84 8. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，繪制如圖 3－ 84 草圖。 9. 單擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 32”“終止距離”輸入“ 32”，單擊 ，在“布爾操作”對話框中單擊“創(chuàng)建”。 完成如圖 3－ 85 所示。 36 圖 3－ 85 10. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，繪制如圖 3－ 86 草圖。 圖 3－ 86 11. 單擊 ，完成草圖繪制。 12. 單擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 86”“終止距離”輸入“ 86”，單擊 ，在“布爾操作”對話框中單擊“交”，選擇上步驟拉伸體，完成如圖 3－ 87 所示。 圖 3－ 87 37 13. 單擊 ，單擊“方位”，單擊 把坐標系移動到絕對原點。 14. 單擊 ，選擇拉伸體，單擊 ，在出現的“變 換”對話框中選擇，單擊 ，單擊 ，單擊“復制”，完成另一個后后簧固定座總成，按照同樣方法復制另外兩個。完成如圖 3－ 8 3－ 89 所示。 圖 3－ 88 圖 3－ 89 38 7 后橋殼蓋總成建模過程 1. 單擊 ，單擊“方位”在出現的“構造坐標系”的“ Y－增量”輸入“ 55” 單擊 。 2. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，繪制如圖 3－ 90 草圖。 圖 3－ 90 圖 3－ 91 3. 單擊 ，選擇剛繪制的 草圖，選擇以“ Y” 軸為旋轉軸，原點為圓心，旋轉得到 如圖 3－ 91 的片體。 4. 單擊 ，建立“ X－ Z”基準面，再沿“ Y”軸的正向偏移“ 81”，以偏移后的基準面為草圖基面，繪制如圖 3－ 92 的草圖。 圖 3－ 92 5. 單擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 0”“終 39 止距離”輸入“ 63”，“拔模角”輸入“ 22” 7. 單擊 。完成如圖 3－ 93 所示。 圖 3－ 93 改變坐標系的方位，使“ X”軸位于上圖的參考線上。 8. 單 擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 0”“終止距離”輸入“ 63”，單擊 。完成如圖 3－ 94 所示。 圖 3－ 94 圖 3－ 95 10. 單擊 ，在上圖綠色點插入兩點。 11. 單擊 ，單擊 ，繪制如圖 3－ 95 草圖 12. 單擊 ，在上圖綠色點插入一點。 13. 單擊 ，單擊 ，單擊 ，進入草圖模式，通過三點繪制如圖 3－ 96 草圖。 圖 3－ 96 40 14. 單擊 ，選擇繪制的草圖，單擊 ，出現“拉伸體”對話框，如圖 3－ 62， 單擊 ，單擊 ，出現圖 3－ 63，在“起始距離”輸入“ 0”“終止距離”輸入“ 63”，單擊 。單擊“減”選擇圓球形片體，完成如圖 3－ 97 所示。 圖 3－ 97 16. 單擊 ，裁剪片體如圖 3－ 98 所示。 圖 3－ 98 17. 單擊 ，選擇圖 3－ 91 草圖，建立如圖 3－ 99 片體。 圖 3－ 99 41 18. 單擊， ，選擇片體邊界，補齊片體，然后加厚片體。至此橋殼的主體模型建好了， 然后對一些局部特征進行完善，諸如倒角，開孔之類就不再 一一敘述。 整體模型外觀如圖 3－ 100、 3－ 10 3－ 10 3－ 10 3－ 104 所示。 圖 3－ 100 圖 3－ 101 圖 3－ 102 圖 3－ 103 圖 3－ 104 42 四、 橋殼結構有限元分析及優(yōu)化設計過程 1 有限單元法分析過程簡述 有限單元法的分析過程，概括起來可以分為以下六個步 驟： 1. 結構的離散化： 結構的離散化是有限單元法分析的第一部，它是有限單元法的基本概念。所謂離散化簡單地說，就是將要分析的結構物分割成有限個單元體，并在單元體的指定點設置節(jié)點，使相鄰單元的有關參數具有一定的連續(xù)性，并構成一個單元的集合體，以它代替原來的結構。 2. 選擇位移模式： 在完成結構的離散之后，就可以對典型單元進行特性分析。此時，為了能夠用節(jié)點位移表示單元體的位移，應變，和應力，在分析連續(xù)體問題時，必須對單元中唯一的分布做出一定的假設，也就是假定位移是坐標的某種簡單的函數，這種函數稱為位移模 式。 選擇適當的位移函數是有限單元法分析中的關鍵。通常選擇多項式作為位移模式。其原因是因為多項式的數學運算（微分和積分）比較方便，并且由于所有光滑函數的局部，都可以用多項式逼近。至于多項式的項數和階次的選擇，則要考慮到單元的自由度和解的收斂性要求。一般來說，多項式的項數應等于單元的自由度數，它的階次應包含常數項和線性項等。這里所謂單元的自由度是指單元節(jié)點獨立位移的個數。 根據所選定的位移模式，就可以導出用節(jié)點位移表示單元內任一點位移的關系式，其矩陣形式是 ?? ? ?? ???N?f （ 41） 式中 ??f —— 單元內任一點的位移列陣； ??N —— 形函數矩陣，他的元素是位置坐標的函數； ???? —— 單元的節(jié)點位移列陣。 3. 分析單元的力學特性： 位移模式選定以后，就可以進行單元的力學特性的分析，包括下面三部分內容： (1) 利用幾何方程，由位移表達式（ 4— 1）導出用節(jié)點 位移表示單元應變的關系式： ? ? ? ?? ???? B? （ 42） 式中 ??? —— 單元內任一點的應變列陣； 43 ??B —— 單元應變矩陣。 (2) 利用本構方程，由應變的表達式（ 42）導出用節(jié)點位移表示單元應力的關系式 ? ? ? ?? ?? ???? BD? （ 43） 式中 ??? —— 單元內任一點的應力列陣； ??D —— 與單元材料有關的彈性矩陣。 (3) 利用變分原理，建立作用于單元上的節(jié)點力和節(jié)點位移之間的關系式，即單元的平衡方程 ? ? ? ? ? ??? ?kF ? （ 44） 式中， ???k 稱作單元剛度矩陣，在以后將導得 ? ? ? ? ? ?? ?ｄｘｄｙｄｚ＝ｋ Ｔ BDB???? ( 45 ) 上式的積分應遍及整個單元的體積。 利用變分原理還同時導得等效節(jié)點力 ???F 。 在以上三項中，導出單元剛度矩陣式單元特性分析的核心內容。 4. 集合所有單元的平衡方程，建立整個結構的平衡方程： 這個集合過程包括有兩方面的內容：一是將各個單元的剛度矩陣，集合成整個物體的整體剛 度矩陣；二是將作用于各單元的等效節(jié)點力矩陣，集合成總的載荷列陣。最常用的幾何剛度矩陣的方法是直接剛度法。一般來說，集合所依據的理由是要求所由相鄰的單元在公共節(jié)點處的位移相等。于是得到以整體剛度矩陣 ??K 、載荷列陣 ??F 以及整個物體的結點位移列陣 ??? 表示的整個結構的平衡方程 ? ?? ? ? ?FK ?? （ 46） 這些方程還應考慮幾何邊界條件作適當的修改之后，才能夠解出所有的未知結點位移。 5. 未知結點位移和計算單元應力： 由集合起來的平衡方程組（ 46）解出未知位移。在線性平衡問題中，可以根據方程組的具體特點選擇合適的計算方法。 最后，就可利用公式（ 43）和以求出的節(jié)點位移計算各單元的應力，并加以整理得出所要求的結果。 44 2 驅動橋的有限元分析方案 后橋是汽車中的重要部件，它承受著來自路面和懸架之間的一切力和力矩，是汽車中工作條件最惡劣的總成之一，如果設計不當會造成嚴重的后果。為保證后橋設計的可行性和工 作的可靠性，在設計過程中必須對其應力分布、變形等進行計算和校核。 進行分析、 評估和校核的項目如下： 1. 后橋殼垂直彎曲強度和剛度計算。 計算橋殼的垂直彎曲剛度和強度的方法是將后橋兩端固定，在彈簧座處施加載荷，將橋殼兩端 6個自由度全部約束，在彈簧座處施加規(guī)定的 載荷 。 當承受滿載軸荷時，橋殼最大變形量不超過 ㎜ /m，承受 倍滿載軸荷時，橋殼不能出現斷裂和塑性變形。 2. 后橋總成模態(tài)分析，計算后橋殼總成的固有頻率及振型。 橋殼的相關數據： 驅動橋滿載后軸重為 , 簧距 880