基于ANSYS的车架结构优化设计.docx

基于ANSYS的车架结构优化设计OptimizationDesignofFrameStructureBasedonANSYS摘要：汽车经过130多年的发展，安全与节能已成为汽车设计的重要内容。在汽车结构中，车架作为整车的基体和主要承载部件，具有支撑连接汽车各零部件和承受来自汽车内、外各种载荷的作用，其结构性能直接关系到整车性能的好坏。本文以某运油车车架为研究对象，运用CATIA软件对车架模型进行简化与建立，利用ANSYS软件对车架模型进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束，并对车架进行了弯曲工况、扭转工况、急减速工况、急转弯工况的静态分析，并分析位移与应力图，为汽车安全与节能设计提供了理论支持。同时对车架也进行了模态分析，得出车架的固有频率与振型，提高整车设计水平，对避免共振与提高乘坐舒适性提供了理论基础。Abstract:Theautomobilewhichhasdevelopedfor130years,securityandenergysavinghasbecometheleadingcontentforautomobiledeign.Amongthemanycomplexstructuresinautomobile,theframeofthevehicleisthebasicpartandthemainbearingpart.Ithasthefunctionofconnectingallpartsofthevehicletogetherandsubjectingvariousloadsfrominsideandoutsidethevehicle.Theperformanceofframestructureaffectswhethertheautomobilepropertyisgoodornot.Inthispaper,theframeofafueltankerisstudied.WesimplifyandestablishthemodelofframebyCATIA.Theparameteroftheframeisdefined.ThemodelofframeismeshedbyANSYS.AddtheforceandfreedomofthemodelofframebyANSYS.Thestaticanalysisoftheframeincludesthesituationofbending,torsion,barkingandswervebyANSYS.Accordingtothefigureofdisplacementandstress,itprovidetheoreticalsupportfortheautomobiledesignofsecurityandenergysaving.Atthesametime,themodalanalysisoftheframeisalsostudied.Basedontheframeofnaturalfrequencyandvibrationmode,itprovidetheoreticalbasisforavoidingresonanceandimprovingridecomfortandimprovethelevelofvehicledesign.关键词：车架,有限元，ANSYS,静态分析，模态分析Keywords:Frame,Finiteelement,ANSYS,Staticanalysis,Modalanalysis1绪论1.1概述最初汽车的发展，通常运用经验判断和试验仿真进行结构分析。这种方法不仅浪费财力人力，而且生产周期长，研发效率低，不能适应现代产品高效开发的要求，且只能表征初始状态和最终状态，中间过程无法得知，因而也无法帮助相关人员了解问题的实质REF_Ref452933090\r\h\*MERGEFORMAT[1]。随着计算机信息技术与相关学科和方法的迅速发展极大地促进了相关行业和科学研究地进步，出现了新兴的综合延伸高效的学科。CAE作为一种新兴的数值模拟分析技术REF_Ref452933090\r\h\*MERGEFORMAT[1]，逐渐应用到更为广阔的科学研究领域中。在某种意义上数值模拟比传统方法对问题的认识更加深刻，更为严谨，不仅可以分析问题的结果，而且还可以动态地、随时连续地观察事物的发展，细致地了解整体与局部的发展过程REF_Ref452933090\r\h\*MERGEFORMAT[1]。其中，近年发展起来的各种数值模拟仿真方法如有限元、多体动力学、计算流体力学等技术在产品结构分析设计中得到大量应用，可以解决以往手工计算无法解决的许多问题，提高了行业竞争力，为企业带来了巨大的经济效益和社会效益REF_Ref452933