【導(dǎo)讀】它在工作過程中存在大變形、葉片間的接觸等多種非線性因素，故多年來一直沒有形成一個比較切合實際的完善的設(shè)計與分析方法。果與實際情況差別較大。隨著汽車向輕量化和高速化發(fā)展，對懸架的要求。近年來，隨著有限元技術(shù)、CAE技術(shù)的不斷發(fā)展以及在工程中的成功應(yīng)用，以計算機為工具、有限元分析為基礎(chǔ)的CAE法正逐漸成為汽車設(shè)計的主流。理的，實際上遠不如此。例如，計算中常使用的共同曲率法和集中載荷法，上面兩個假定都不符合實際。組裝過程的預(yù)應(yīng)力響應(yīng)只能用近似方法，計。算結(jié)果和實際相差大。率、弧高、厚度、長度等幾何形狀。是多個彈性體的組合件承受工作載荷條件下的一個非線性接觸響應(yīng)問題，應(yīng)用CAE技術(shù)無須任何假定，完全按各片的。應(yīng)力響應(yīng)、接觸狀態(tài)及接觸壓力，這就可能設(shè)計出各片合理的。幾可尺寸和整體剛度，取得精益設(shè)計效果，并且應(yīng)用它解釋異常損壞問題。非線性問題的計算工作，技術(shù)難度大，一般的CAE軟件在結(jié)構(gòu)分析模塊中，

　　

【正文】 35 名為 Output，在 Domain下拉菜單中選擇 Set name， 選擇剛才建立的 Load point 作為 Set name，選擇 U3作為輸出變量，點擊 OK。 7）點擊工具箱欄中的 FIELD Output Manager 按鈕，進入對話框后，刪除原有的 HOutput1，點擊左下角的 Create 創(chuàng)建一個新的輸出需求，命名為 Output，接受默認的輸出，點擊 OK。 8）點擊 Output菜單中的 DOF Monitor選項，點擊 Edit，在提示欄中選擇Mesh，同時選擇右 下角的 Points, CAE彈出 Region Selection對話框，選擇我們已經(jīng)建立的 Sets,點擊 Continue，在 Degree of freedom中輸入 2。每一個 Increments輸出一次，如圖 ，則我們對此節(jié)點在加載后的 Y 方向的位移進行監(jiān)控，其位移數(shù)值將寫入隨后計算中的 *.sta文件，便于我們及時的發(fā)現(xiàn)問題。 圖 DOF Monitor對話框 定義載荷及邊界條件 1） 進入 Load模塊，點擊工具箱欄的 Create Load按鈕 ，進入 Create Load 對話框，將其命名為 Load，選擇 Concentrate force，點擊 Continue，在提示欄中選擇 Mesh，點擊右下角的 Set，在 Region Selection對話框中選擇 Load point，點擊 Continue。在 Edit Load對話框中 ,在 CF2中輸入 需要加載的力的大小 ,點擊 OK，完成載 荷的添加。 在此我要分別對三種方案分別加載 10000N和 15000N的兩種不同載荷進行分析。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 36 2）與前面技術(shù)類似，建立一個 Node的 set，其包括鋼板彈簧兩端的截面。把端面上的節(jié)點命名為 BC_NODES。 3）點擊工具箱欄的 Create Boundary Condition按鈕 ，進入 Create Boundary Condition對話框，將其命名為 BC，選擇 Displacement/Rotation,點擊 Continue，同樣的方法，在 Region Selection中選擇我們剛剛建立的BC_NODES， 為了真實模擬鋼板彈簧工作的情況， 在 Edit Boundary Condition中選擇 U2， U3， UR1， UR2， UR3，即將此 Set中的節(jié)點的自由度全部限定， 但不限制 X方向的自由度， 如圖 ，點擊 OK，退出邊界條件的設(shè)定，完成了模型邊界的約束。 圖 模型邊界的約束 遞交作業(yè)并進行后處理 1） 進入 Job模塊，點擊工具箱欄的 Job Manager對話框中點擊左下角的Create，命名為 SPRING,點擊 Continue, 接受所有默認的選擇，點擊 OK，完成 Job的創(chuàng)建。 2）在 Job Manager 對話框內(nèi)點擊右邊第二個按鈕 Submit，提交作業(yè)。點擊 Monitor按鈕可以觀察作業(yè)運算的過程。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 37 計算結(jié)果 分析 10000N的計算結(jié)果 方案一的計算結(jié)果 圖 方案一 加載 10000N的 應(yīng)力分析圖 由圖 該 鋼板彈簧 上 的最大應(yīng)力為 ,最大的位移為， 方案二的計算結(jié)果 方案二加載 10000N的應(yīng)力分析圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 38 鋼板彈簧的最大應(yīng)力為 ，最大位移量為 。 方案三的計算結(jié)果 方案三加載 10000N的應(yīng)力分析圖 鋼板彈簧的最大應(yīng)力為 ,最大位移量為 。 加載 15000N的計算結(jié)果 方案一的計算結(jié)果 方案 一 加載 15000N的應(yīng)力分析圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 39 鋼板彈簧的最大應(yīng)力為 ,最大位移量為 。 方案二的計算結(jié)果 方案 二 加載 15000N的應(yīng)力分析圖 鋼板彈簧的最大應(yīng)力為 ,最大位移量為 。 方案三的計算結(jié)果 方案 三 加載 15000N的應(yīng)力分析圖 鋼板彈簧的最大應(yīng)力 為 ,最大位移量為 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 40 4 結(jié)論 利用有限元分析方法 ，本文分別對三個 鋼板彈 簧 的方案 做了 計算和有限元分析計算 。 可以得出以下結(jié)論： 方案 3是最理想的方案 ， 他的強度符合要求，節(jié)省材料，鋼板之間的摩擦小， 而且它的平順性要比其它兩種方案好。 從 ABAQUS后處理模塊中可以直觀地看到各種工況下鋼板彈簧的變形和應(yīng)力分布， 而且用 ABAQUS算出的應(yīng)力與材料力學(xué)計算出的十分地接近，說明它的精度是非常可靠的， 因此可以快速準確地得到鋼板彈簧的基本力學(xué)特性；也可以針對薄弱區(qū)域進行改進設(shè)計，有助于提高懸架的 使用壽命、改善懸架的性能 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 41 參考文獻 [1] 莊茁等 . 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Journal of Materials Processing Technology, 20xx,(113): 710～ 713. 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 43 譯 文 一種統(tǒng)一的有限元模擬對汽車駕駛 艙模型的塑造方法 TaeJung Yeo (現(xiàn)代 MMOBIS) 和 Jun Park (ABAQUS, 公司 .) 摘要 汽車零件模塊的發(fā)展過程通常需要各種種類的數(shù)字模擬仿真以減少試驗樣品的數(shù)量。在以往的模擬仿真中， 工程師們不得不使用不同類型的以有限元基礎(chǔ)應(yīng)力分析的幾個工具軟件， 即使模擬仿真過程是被明確定義的， 自從在軟件的發(fā)展過程中就沒有為以有限元基礎(chǔ)應(yīng)力分析提供所需要的各種各樣的功能。由于在當前市場嚴厲競爭的形勢下， 汽車公司和他們的零部件供應(yīng)商們應(yīng)該減少上市時間和費用以此來盡可能的發(fā)展 和保持他們競爭力。 因此， 允許工程師用來進行設(shè)計的時間更少了，更多的是他們對能有效處理幾乎他們所有的數(shù)字程序的工具軟件的期望。 在這篇文章中， 我們將展示出 ABAQUS 是如何很好的有效率的運行不同的類型模擬仿真的。 高的效率主要來自于使用同一個微調(diào)的有限元模型用來分析每個項目。在駕駛艙模塊設(shè)計階段中有幾項必不可少的重要分析例如頭部碰撞分析， 固有頻率的提取， 下陷分析， 和蠕變分析被作為例子執(zhí)行了。 引言 駕駛艙模塊是汽車中一個極其復(fù)雜的組成部分。一個汽車駕駛艙模塊上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 44 通常包括有儀表扳，轉(zhuǎn)向操 縱系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)，手套箱，車轅十字架結(jié)構(gòu)，各種各樣的托盤， 音頻和導(dǎo)航系統(tǒng)， 和裝飾面板 (圖 1)。一個汽車駕駛艙模塊的發(fā)展需要許多的模擬仿真計算工作在核實它的性能標準之前。為了達到所謂得當質(zhì)量要求的和規(guī)章相遇的設(shè)計目標，例如聯(lián)邦機動車安全標準第 201條 (FMVSS 201)， 對乘客安全氣囊 (PAB)部署的數(shù)據(jù)分析， 頭部沖擊和膝蓋沖擊的保護， 熱量變形，噪聲，振動，粗糙問題，并且頻繁的使用流體動力學(xué)計算作為設(shè)計證明的有效手段。不管怎樣，每個分析的特征是與另一個不同的，以至于主要的汽車公司和相關(guān)的駕駛艙供 應(yīng)商依靠了各種各樣的種類模擬仿真工具，即使那些分析是根據(jù)同一種有限元方法處理的。 在這篇文章中，它將展示由 ABAQUS 提供的唯一代碼的統(tǒng)一的有限元模型是如何處理頭部碰撞，提取固有頻率，下陷，和蠕變分析的。在這項研究中所舉的例子，運用 ABAQUS 部署安全氣囊， 膝蓋碰撞后果分析或者其他種類的結(jié)構(gòu)分析的可行性可以被保證在駕駛艙發(fā)展階段是必要的，除非它需要人體模型，現(xiàn)在版本的 ABAQUS 是沒有能力處理的 。 為了安全的問題，設(shè)計駕駛艙模型應(yīng)該符合安全章程定義的性能要求， 例如在北美洲施行的聯(lián)邦機動車安全標準第 201 條 (國家公路交通安全管理局， 1995 年 )。在初期的發(fā)展階段， 駕駛艙模型預(yù)期的安全相關(guān)聯(lián)的表現(xiàn)比其他項目更為重要并且大部分在做實驗樣品之前由數(shù)字模擬仿真計算完成。由于最近被介紹的一般聯(lián)絡(luò)能力的 版本， ABAQUS可以模擬仿真計算結(jié)構(gòu)的耐碰撞性，例如在聯(lián)邦機動車安全標準中描述的頭部防沖撞保護的第 201 條，并且 ABAQUS 已經(jīng)涉及這些常規(guī)項目很長時上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 小型貨車鋼板彈簧結(jié)構(gòu)有限元仿真設(shè)計 45 間了。頭部沖擊保護的模擬仿真計算被處理了，并且它的結(jié) 果將用來與那些使用明確時間綜合化計劃的其他的商業(yè)代碼作為比較。 固有頻率對結(jié)構(gòu)的提取分析已經(jīng)被廣泛的執(zhí)行了，自從一個范圍內(nèi)的固有頻率和它的模式形狀幫助了解了模塊的動態(tài)特性。駕駛艙模型的固有頻率應(yīng)該避免與汽車的其他零件有相同的固有頻率， 特別是在更低的頻率范圍里。把變形的能密度分配給剛性的系統(tǒng)特性，它與動態(tài)特性是緊密相關(guān)聯(lián)的。固有頻率的提取分析僅用了一部分的有限元的模型用于頭部沖擊保護。在駕駛艙模塊設(shè)計中重要模式的頻率將與那些 MSC/ Nastran 相比較。 當它在運輸時駕駛艙模塊也許會由于自 身的重量相對于裝配線而下陷。過度的偏