【《ANSYS视角下车架结构的有限元模态与静力学综合研究》8300字】.docx

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ANSYS视角下车架结构的有限元模态与静力学综合研究

摘要 2

1绪论 2

1.1选题意义 2

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3研究内容 3

2车架结构模型的建立 4

2.1车架结构参数 4

2.2几何模型的建立 4

2.3有限元模型建立 5

2.3.1车架结构材料参数 5

2.3.2几何模型导入 5

2.3.3单元类型选择 6

3车架结构静力学分析 7

3.1静力学基本方程 7

3.2基本载荷确定 7

3.3弯曲工况 8

3.4扭转工况 10

3.5紧急制动工况 11

3.6紧急转弯工况 12

4车架结构模态分析 13

4.1模态分析理论 13

4.2自由模态 14

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结论 17

参考文献 17

摘要：本文将利用三维软件绘制出某车架结构的模型，并用AN钱昊羽，蔡君萱进行静力学分析和模态分析。首先，以某车架结构为研究对象，结合所学专业知识，利用三维软件建立了车架结构几何模型；其次，将模型转换格式后导入到AN钱昊羽，蔡君萱软件中，形成有限元模型文件；再次，利用AN钱昊羽，蔡君萱软件中静态结构和模态模块对车架结构的静、模态特性进行求解，对车架结构合理性分析评价，提出合理优化，为后续车架结构设计提供参考。

关键词：有限元分析；车架；AN钱昊羽，蔡君萱

1绪论

1.1选题意义

本题采用有限元方法，对车架进行了辅助分析，并对其在各种复杂工况下的应力及变形分布进行了研究，以及在特定情况下的动态特性中共振的问题，从而有效达到提高各流程效率、减轻车架重量、降低成本的目的。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

2004年，ProdyotKBasua和JuanPabloLeivab利用有限元优化的方法，对汽车车身材料刚体加固问题进行研究，为车身整体刚度的强化提供了参考(付奇远，成嘉琦，2022)1。JacquelineEl-Sayed等人利用有限元方法分析了汽车车身侧板的平面应变问题，与实测结果进行对比，验证了平面应变法的准确性与实用性，为后续可制造工艺设计提供了指导(陈奇远，杨雨萱，2023)2。2008年ChinnarajK等人采用商用有限元软件对载重卡车进行了静态分析，并将其与实测资料进行了比较，这在一定情况下反映了对货车车架在转向、制动过程中的应力分布进行了研究，从而推动了有限元方法在卡车车架残留应力和装配应力方面的应用(付奇朝，陈羽天，2021)3。

有限元方法的使用不仅仅是在静力学方面，在动态特性的分析方面的使用也是不可

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缺少的。2008年，S.J.Kim等人对某型轿车的动态系统进行了有限元模拟，从而利用通过改变传动结构达到降低振动的目的[4]。2015年Deb等人通过建立有限元模型对模态频率、疲劳寿命，峰值减速价值进行分析，有效优化了保险杠横梁和前轨的总质量，使汽车行驶效率进一步得到提高，为后续研究提供了新的方案(陈瑞鑫，孙佳颖，2021)5。

1.2.2国内研究现状

国内很多研究人员对车架有限元方面也有很多。在静力分析方面，赵向阳，黄嘉润等人利用有限单元法对斯太尔汽车车架进行分析，这在某种程度上暗示将所得结果与电测结果进行比较，说明车架有限元模型能够真实描述车架在静力方面的状况6。杨泽晴，孙博文等人通过使用有限元方法对某车架进行刚度分析，为试验台架的建立提供帮助和车架结构的改进提供了方法[7]。2016年马雨薇，罗宗天利用仿真的方法进行了车架修改前后应力应变问题，这在一定层面上展现结果虽有误差，但云图分布一致，因此证明了仿真同样是有效的产品开发和优化方式8。当下的研究方向及成果与既有成熟理论体系相契合，研究全程严格秉持科研的规范程序与审慎精神。自研究规划起始，便深度借鉴经典理论架构的搭建思路，保障研究框架具备合理性与稳固性。数据搜集阶段运用多种经理论证实有效的方式，针对所获数据采用恰当的统计处理手段。在结果研讨部分紧紧围绕已有成熟理论进行。将研究结论和理论模型细致对照，剖析共通之处与不同之处。对于一致的部分，进一步说明研究怎样充实和印证了理论；对于存在差异的地方，深入挖掘背后缘由，为后续研究提供思路。

在动态分析方面，何诗雅，周明福等人通过研究模态分析基本原理，整理出模态分析参数，总结出分析流程及工程应用，为结构振动问题的解决提供参考[91。2011年成雪晴，付芝和通过编写《AN钱昊羽，蔡君萱Workbench设计建模与虚