6470型SUV车架有限元分析.doc

37摘要现代汽车绝大多数都有作为整车骨架的车架，车架是整个汽车的基体。汽车绝大多数部件和总成（如发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱及有关操纵机构）都是通过车架来固定其位置的。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。因此，车架的静、动态特性是其结构设计、改进和优化的依据，是确保整车性能优良的关键因素之一。本文以6470型SUV车架作为研究对象，分析论证了CAD/CAE技术在汽车车架设计中的应用，主要内容如下：选取一个SUV车型，通过查找和测量得到其主要的车型参数。运用CAD软件Unigraphics（简称UG）建立车架的三维模型。通过UG软件和ANSYS件的无缝连接将车架的三维模型导入ANSYS软件中。运用ANSYS软件的强大的有限元分析功能对该车架进行网格划分，施加适当的约束和载荷，对车架进行有限元静态分析，从而校核了该车架的强度和刚度，分析结果，校核该车架的强度和刚度能否满足要求。在建模和有限元分析过程中，就CAD三维实体的建模方法、有限元理论的数学基础、有限元软件ANSYS、CAD软件与有限元接口技术、有限元分析方法的前期后期处理等方面做了研究工作，为后续工作做了较好的技术准备。关键词：车架；CAD/CAE；ANSYS；有限元分析；静力分析AbstractMostmoderncarsareusedasvehicleskeletonframe,whichisthroughthematrix.Mostpartsandassembliesofavehicle（suchasengine,transmission,suspension,steering,cab,containersandrelatedcontrolmechanismandsoon）areallovertheframetoafixedlocation.Thefunctionofavehicleframeistosupporttheconnectionparts,andtotakefrominsideandoutsidethevehicleloads.So,thestaticanddynamicanalysischaracteristicsofframeisnotonlythebaseofitsstructuredesign,improvementandoptimization,butalsooneofthekeyfactorstoensurethatvehicleperformance.Finiteelementanalysishasbecomeanessentialtechnologyinthedesignofvehiclestructure.Asforcompute-intensiveandtheanalysisstep，intuitivelinearanalysisofframeisverydifficult.AndANSYSFiniteelementanalysissoftwareprogramcandiscreteelementsintocountlessunitstofacilitateanalysis,calculationandoptimizedresults.Onthisarticle,6,470SUVframeistheobjectstoberesearchedtoanalyzeanddemonstrateCAD/CAEtechniqueanditsapplicationinthedesignofautomobileframe.Mainlyasfollows:(1)SelectaSUVmodels，Findandmeasureitsmainparameters;(2)EstablishthethreedimensionalmodeloftheframebyUG;(3)ImportthethreedimensionalframemodelinUGintoANSYSthroughtheseamlessconnectionbetweenUGandANSYS;(4)Usethepowerfulfiniteelementanalysisfortheframeelementmesh,imposetheappropriateconstraintsandloadsandmakethefiniteelementstaticanalysisofframetocheckthestrengthandrigidityoftheframe，Duringthemodelingandfiniteelementanalysis，alotofresearchworkaboutthethree-dimensionsolidmodelingmethod,m