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士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

有限元大作业

设计题目:单车的设计及ansys有限元分析

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士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

单车的设计及ansys模拟分析

一、单车实体设计与建模

1、总体设计

单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。

在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒mks)

Proe》文件》属性》修改

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

2、车架

车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时

经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件

下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前

部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。

二、单车有限元模型

1、材料的选择

单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。

其属性如下：

2

弹性模量：6.90E10（N/m）

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

泊松比：

2

质量密度：2.70E3（N/m）

2

抗剪模量：2.60E10（N/m）

2

屈服强度：2.75E8（N/m）

2、单车模型的简化

为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算效率，可对单车进行初步的简化；单车受到

的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析

的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。

3、单元体的选择

单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常

用结构实体单元有下表。

单元名称说明

Solid45三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、大变形、

大应变功能，其高阶单元是solid95

Solid64用于模拟三维各向异性的实体结构。单元由8个节点定义，本单元具有大变形、

大应变功能

Solid65用于模拟三维有钢筋或无钢筋的混凝土模型，该单元能够计算拉裂和压碎而且该

单元可应用与加筋复合材料（如玻璃纤维）及地质材料（如岩石）等。

Solid92