汽车结构的有限元计算模型PPT课件.pptx

车辆有限元分析方法 ;汽车结构的有限元计算模型 ;;;;;早期的汽车设计和制造主要以经验和科学实验结合。;现代汽车开发过程（从概念到实物）;CAD技术的发展使三维设计和虚拟装配成为现实;CAE技术使结构分析和运动校核可以在设计阶段完成，避免了反复实验和试制！;汽车结构分析方法简述;汽车结构分析方法简述;作为一种有效的数值方法，在汽车设计中，有限元分析应用十分广泛。;白车身有限元模型 ;各种零部件的有限元分析;各种零部件的有限元分析;各种零部件的有限元分析;汽车设计中，除了要满足强度和刚度的要求外，还要进行碰撞实验，使其符合相关法规的要求。;汽车碰撞有限元建模与仿真;汽车载荷工况复杂多样，汽车结构分析中一项重要也是关键的前提条件就是确定计算载荷。 ;注意点1：分析汽车结构所受载荷要全面;(1)汽车弯曲情况;（2）汽车扭转情况;（3）汽车弯扭组合情况;（4）汽车侧向载荷情况;（5-1）汽车纵向载荷——加速情况(后轮驱动);（5-2）汽车纵向载荷——制动情况;2 以汽车构造、汽车设计、汽车制造工艺学以及相关汽车设计规范为指导，建立汽车结构件三维数字化模型。;驱动桥壳一般主要由桥壳本体、半轴套管、后桥盖总成、钢板弹簧固定座总成、后制动底板固定法兰等组成。;注意点2：在UG(或Solidworks等)软件中按设计图样对桥壳进行参数化建模时，模型必须反映危险部位应力，即，有限元模型应尽量保留原实体结构的重要细节。但为减少节点数量，必须对非危险部位的细节结构进行简化。 ;具体简化方法是：1）保留危险部位的细节结构，如两端的固定螺纹结构，以及与锥轴承内圈配合部位结构等。2）略去某些非感兴趣区域的铸造圆角，以倒斜角取代倒圆角。3）略去非危险部位结构，如油管支架、制动底板固定法兰等。4）忽略不重要区的小孔及小尺寸结构，如通气孔挡油罩、加油螺塞、放油螺塞以及各处螺纹孔。;将合理简化后的3D实体模型导入ANSYSWorkbench进行有限元分析。;3 汽车零件数以万计，其几何形状各异，支承和连接形式多样，载荷及其传递复杂，无论是进行静态还是动态分析，建立有限元模型时头绪纷繁，怎样才能使分析结果不停留在???仅作为一种趋势的判断”这一水平上呢？或者说，怎样实现精确化建模？;必须指出：要真正做到精确建模，决非一日之功，没有汽车工程理论和实践、有限元理论和实践两个方面知识长期积累、融合是做不到的！;SHELL单元中，仍有很多选项;在帮助中有不同（壳）单元的详细描述（Description）: ;进一步思考 ;课堂小结;第二节 汽车结构计算模型;制定分析方案 ;（1）充分占有图纸：充分占有分析对象的图纸，了解各种载荷工况及材料数据等相关资料，明确分析任务及目标。 ;（4）确定模型范围：要简化分析模型，是部分还是整体，有无对称性等。根据结构受力特点，有针对性地创建模型，在杆、梁、板壳、三维实体模型中进行合理选择，尤其是不要一切都用实体建模。 ;（7）制定载荷工况：确认每种工况的载荷类型、大小、施加位置和施加方式。 ;（1）平面结构模型：全部由平面单元组成的计算模型，自然这是将汽车某些部件简化的结果。如变速器中的齿轮，其一个轮齿的应力分析可简化为平面问题处理；发动机的连杆，其结构结构模型形状基本上对称于中间摆动平面，也可当成平面问题来研究。 ;（3）杆系结构模型：全部由杆单元、梁单元组成的模型。如汽车起重机的臂架系统，承载式客车骨架，载货汽车的车架等。 ;（5）组合结构模型：主要有梁单元、板单元及实体单元混合组成，形成板梁结构、实体与梁组合结构。如推土机的推土装置，客车车架、轿车车身等。 ;①按照结构的受力特征和构造特点： ;②按照分析类型不同：与静力分析不同，动力分析更多地建立质点、弹簧、梁等单元组成的模型，采用相对较粗糙的单元网格。一般情况下，动力分析的计算模型要尽可能简单。如客车骨架、载货汽车车架、驾驶室的动态计算都可采用空间刚架模型。 ;④按照计算机容量及经费的限制： ;建模工作是一个分析矛盾，解决矛盾的过程，归结起来建立有限元计算模型有两项原则： ;第三节 载荷与边界约束条件的处理;载荷分类及其它 ;第三节 载荷与边界约束条件的处理;载荷分类及其它 ;载荷分类及其它 ;约束与连接 ;结构中两个或两个以上的部件共同连接称为节点，节点有铰接点和刚节点两种。 ;2．连接 ;（4）轴销连接：处理运动构件的连接部位，如转向器、刮水器等，可用专用销轴单元、耦合自由度等方法。 ;谢谢大家