汽車結(jié)構(gòu)有限元分析--第六講汽車結(jié)構(gòu)有限元分析實例-閱讀頁
2025-05-14 13:28本頁面
【正文】 靜態(tài)剛度主要指彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。根據(jù)車身各節(jié)點處的位移，評價車身的剛度性能。 白車身扭轉(zhuǎn)剛度計算 客車車身變形和車身剛度分析 車架變形和剛度分析 ? 一般情況下小型客車的車架要按剛度設(shè)計，而載貨汽車的車架則按強度設(shè)計，除了強度和剛度以外，還要考慮汽車的抗撞能力等。一般情況下，按剛度設(shè)計的車架，其強度或耐久性會有一定的余量，而按強度設(shè)計的車架其變形顯得偏大，所以要從強度剛度等多方面取得結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)調(diào)。 汽車結(jié)構(gòu)動態(tài)分析 汽車結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)計算 ? 動態(tài)分析也稱為動力分析，此時慣性力和阻尼與結(jié)構(gòu)剛度一起要考慮； ? 汽車振動響應(yīng)分析是求發(fā)動機振動、地面激振等引起的振動響應(yīng)； ? 振動響應(yīng)分析，有時間歷程響應(yīng)分析，頻率響應(yīng)分析（諧響應(yīng)分析）、響應(yīng)譜分析等； ? 模態(tài)分析不考慮外力和阻尼，僅從質(zhì)量和剛度的平衡來求特征值和振動模態(tài)。自由模態(tài)可以不施加約束，此時有六階剛體模態(tài)，剛體模態(tài)對應(yīng)零頻率。 ? 通過模態(tài)分析可以了解各階振型的特點，進行振動的故障診斷，為汽車改進設(shè)計提供依據(jù)。 ? 在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上利用逐步積分法還可以對車架等部件進行動態(tài)分析。相連接的系統(tǒng)模態(tài)要分開，以避免共振。 汽車結(jié)構(gòu)疲勞分析 ? 汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中，關(guān)鍵零部件都需要進行預(yù)定的疲勞耐久性試驗以驗證產(chǎn)品的疲勞性能。而 ? 汽車疲勞耐久性分析技術(shù)則是基于 CAE分析的虛擬試驗疲勞壽命分析，包括整車疲勞分析與部件疲勞分析。 結(jié)構(gòu)疲勞耐久性整體解決方案可以劃分為以下幾個步驟 : ? 1. 建立壽命設(shè)計目標； ? 2. 采集汽車使用環(huán)境和試驗場載荷數(shù)據(jù)； ? 3. 驗證分析處理實測數(shù)據(jù)； ? 4. 獲取材料的疲勞壽命性能； ? 5. 預(yù)估零部件的疲勞壽命； ? 6. 臺架模擬試驗； ? 7. 試驗場耐久性試驗。 道路載荷譜采集是疲勞耐久性設(shè)計的基礎(chǔ)，為道路模擬試驗、多體動力學(xué)分析、以及疲勞壽命分析提供輸入數(shù)據(jù)。 ? 進行基于有限元方法的疲勞壽命計算。 整車激振試驗 疲勞分析基本流程框圖 整車虛擬試驗場分析 汽車結(jié)構(gòu)碰撞分析 ? 碰撞模擬的目的在于盡可能真實地模擬出汽車碰撞時所發(fā)生的一切，包括零部件和裝置的壓碎、彎曲、扭曲、剪切、拉伸以及磨損等情況以及對車內(nèi)乘客身體的損傷。碰撞分析著重計算結(jié)構(gòu)的變形，關(guān)注部件的吸能效果，進而評價碰撞能量吸收、乘員生存空間、燃油泄漏、力傳播途徑等。 整車碰撞仿真 ? 整車碰撞計算仿真主要包括正碰、側(cè)碰和追尾三種碰撞類型，碰撞分析用單元類型主要有體單元、殼單元、梁單元、桿單元和彈簧單元等。 ? 碰撞對車輛造成的損傷后果與汽車所吸收的能量有關(guān)，碰撞載荷主要因素是車速。碰撞計算的目的不是防止車輛損傷而是研究乘員保護， 碰撞仿真模型 關(guān)于整車模型 ? 整車疲勞耐久性壽命分析、整車碰撞安全性分析以及整車 NVH性能仿真 …… ? 1. 整車模型復(fù)雜規(guī)模大 ? 2. 整車特性預(yù)測難度大 ? 3. 整車特性需要混合仿真 ? 4. 整車模型的校核與驗證 汽車結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化設(shè)計 優(yōu)化設(shè)計就是一種尋找確定最優(yōu)設(shè)計方案的技術(shù)。 ? 狀態(tài)變量；是因變量，為設(shè)計變量的函數(shù)，是約束設(shè)計的數(shù)值。如梁的質(zhì)量可取為目標函數(shù)。 ? 設(shè)計變量、狀態(tài)變量與目標函數(shù)構(gòu)成為優(yōu)化變量，這些變量需要通過參數(shù)化定義來指定。 示例： 白車身靈敏度分析 ? 為了提高關(guān)注模態(tài)的模態(tài)剛度，需要找出影響低階關(guān)注模態(tài)的靈敏零件，通過合理修改關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)形式與尺寸，提高車身整體抗彎或抗扭剛度等措施來改進車身模態(tài)。 ? 如白車身扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度分析，選取車身板厚為設(shè)計變量，以反映扭轉(zhuǎn)剛度的扭轉(zhuǎn)角為目標函數(shù)進行靈敏度分析，計算關(guān)鍵點的撓度對車身主要構(gòu)件板厚的靈敏度。 。香自苦
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