有限元法及分析过程简介软件简介基于对该车车架分析的软件预设置和接口的创建设置内存与选求解器软件能够提供分析类型如下结构静力分析用来求解外载荷引起的位移应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构影响不显著的问题。程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且可以进行非线性分析，如塑性蠕变膨胀大变形大应变及接触问题的分析。结构动力分析结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。可进行结构动态分析的类型包括瞬时动力分析模态分析谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析结构非线性问题包括材料非线性几何非线性和单元非线性三种。程序可以求解静态和瞬态非非线性问题。结构屈服分析屈服分析是用来确定结构失稳的载荷大小与在特定的载荷下结构是否失稳的问题。中的稳定性分析主要分为线性分析和非线性分析两种。热力学分析可处理热传递的三种基本类型传到对流和辐射。热传递的三种基本类型均可以进行稳态和瞬态线性和非线性分析。热分析还可以进行模拟材料固化和熔解过程分析，以及模拟热与结构应力之间的耦合问题的分析。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感电容此能量密度涡流电场分布磁力分分布力运动效应电路和能量损失等。声场分析声场分析主要用来研究主流体气体液体等介质中的传播问题以及在流体介质中的固态结构的动态响应特性。压电分析压电分析主要可以进行静态分析模态分析瞬态分析和谐波响应分析等，可用来研究压电材料结构在随时间变化的电流和机械载荷响应特性。主要适用于谐振器振荡器以及其他电子材料的结构动态分析。流体动态分析中的流体单元能进行流体动态分析，分析类型可以为瞬态和稳态。分析结果可以是每个节点的压力和流过每个节点的流率。并且可以利用后处理功能产生压力流率和温度分析的图形显示。基于对该节油车车架分析的软件预设置和接口的创建利用对结构进行有限元分析时，由于用建模相对比较麻烦，所以通常用建立的三维模型，然后导入中进行分析。所以需要将三维实体模型通过专用的模型数据转换接口导入到中，与之间的接口技术常用的有以下两种与集成接口在默认的情况下是不能直接对中的或文件进行直接转换的,必须通过以下对设置连接过程进行激活模块鼠标点击开始程序,出现如下图的对话框,选择,接下来的对话框顺序选取。。图设置连接过程完成后提示已在自己的安装目录中成功生成文件,然后将的安装目录填入如下对话框里如图，单击完成接口的创建。图的起始安装路径运行，工具菜单后面出现了打开零件三维模型图，点击按钮如下图所示，则模型自动导入到中，此时软件自动打开，点击下的，则模型导入成功。图导入界面通过格式文件导入首先，在环境下建立好零件模型或者完成零部件的装配，然后,选择主菜单文件下的保存副本子菜单，弹出保存副本对话框后，文件类型选择,在新名称框内为模型输入新名称,点击确定按钮会弹出输出对话框,在输出对话框中可以设置输出图元的类型参考坐标系以及文件结构。输出的图元类型有线框边曲面实体壳基准曲线和点,缺省输出图元是曲面,缺省是输出所有面组,点击面组选择特定面组输出。可以选择多种图元类型进行输出,但是不能同时输出曲面和实体或者曲面和壳。单击定制层按钮设置各层的输出特性。文件结构类型有平整级所有级别所有零件，默认输出为平整。平整将组件的所有几何输出到个文件。导入到另个系统时,该组件就担当个零件的角色。应将每个零件分别放到个层上,以便在接受系统中能加以区别。级输出个组件的文件,该文件只包含顶级几何如组件特征。所有级别输出个组件的文件。用它可创建带有各自的几何和外部参照的元件零件和子组件。该选项支持所有层次。所有零件将个组件作为多个文件输出到，这些文件中包含所有元件和组件特征的几何信息。零件使用相同的参照坐标系，使接受系统中的重新装配更加容易。本次技能训练选择实体特征，然后点击确定完成。导入文件的方法有两种种是通过软件的用户界面操作导入种是通过输入命令导入。本次技能训练可采用第种方法。通过用户界面操作导入的步骤是选择主菜单下的子菜单的次级子菜单,弹出导入属性设置对话框,在导入属性设置对话框中可以设置是否导入所有数据，是否合并图元，是否创建实体，是否删除小面。点击按钮弹出文件路径选择对话框,在文件路径选择对话框中选择好所需精度，输入文件路径后,点击按钮完成文件导入。设置内存与选求解器正确设置内存分配。操作如下点击任务栏开始菜单。图左下角开始菜单点击图设置过程截图进入设置界面。图设置界面正确选择求解器跟和求解器相比，他要求较小的硬盘空间，对于求解较大模型计算速度更快。对于板壳模型，较大模型，方法分析十分有效，对于其他问题如带有对称矩阵，稀松矩阵正定不定的非线性求解中，求解方法也是十分值得推荐的。求解法要求的内存至少是的两倍。仅对静力分析完全法瞬态分析，扩展的模态分析有效，求解器可以有效的带有约束方程的矩阵求解。求解器可以处理有高级单元带来的病态问题。病态可以有单元的大长宽比造成，也可以由单元的接触属性，弹塑性属性等造成。在本例的结构静力分析中采用的是求解器。操作步骤如下点击操作页面左侧菜单栏中的。图操作过程截图点击拓展菜单选项。图操作过程截图点击图示选项。图操作过程截图打开求解器菜单选项。图操作过程截图打开求解器菜单选项，选择格式求解器。图操作过程截图点击图示选项。图操作过程截图点击求解选择项，并将划条移到靠近速度侧，以提高求解速度。图操作过程截图图操作过程截图节油车车架的结构静力分析参数的定义三个车架的材料均选用铝合金。偏好选项中选中，前处理器中设置弹性模量的值为，泊松比为。网格的划分方案二三对应的车架模型由于车架壁厚较薄，所以均采用级精度划分。方案网格划分前后截图。图导入模型截图图网格划分截图方案二网格划分前后截图。图导入模型截图图网格划分截图方案三网格划分前后截图。图导入模型截图图网格划分截图施加约束和载荷受力分析以节油车整体为研究对象，除了受到来自驾驶员发动机车架等的主动力重力外，还受到来自地面的支反力作用。地面作用给节油车的支反力包括前桥支反力和后桥支反力，前桥支反力又包括左前桥支反力和右前桥支反力。各力的大小及确定力作用位置的根据是第步，将前桥两端投影为车架纵向对称平面的点，同理后桥两端也投影为车架纵向对称平面的点，节油车整体的质心位置设定为节油车重心位置，根据力学平衡方程式和对重心取矩的力矩式，求出前桥的总支反力和后桥的支反力第二步，求得车架前桥支反力求得等值的反作用力后，根据该反作用力与左前桥支反力右前桥支反力的力学平衡方程式和力矩式，求得左前桥支反力和右前桥支反力，受力分析截图如下图方案受力截图图方案二受力截图图方案三受力截图施加约束载荷分别对三个车架模型的前桥凸台和后桥矩形管端面进行约束。在本设计中主要以纯弯曲工况和弯扭工况来对节油车车架进行分析比较。纯弯曲工况下是在前桥两端施加全约束，后桥也施加全约束弯扭工况下施加约束是在前桥左端施加全约束，前桥右端不施加约束，后桥施加全约束。纯弯曲工况下施加约束载荷。图方案施加约束载荷截图图方案二施加约束载荷截图图方案三施加约束载荷截图弯扭工况下施加约束和载荷。图方案施加约束载荷截图图方案二施加约束载荷截图图方案三施加约束载荷截图车架的静力分析纯弯曲工况下静力分析截图图方案的车架位移云图图方案的车架应力云图图方案二的车架位移云图图方案二的车架应力云图图方案三的车架位移云图图方案三的车架应力云图弯扭工况下静力分析截图方案结构静力分析截图图和图图方案的车架位移云图图方案的车架应力云图摘要面对国际国内能源的减缩，节能减排已经成为汽车业所面临的主题。节能环保具有现实意义和深远意义。车架是汽车的重要组成部分，承受车上装置和来自地面的交变作用力，需要满足定的刚度和强度。由公司发起的节能竞技大赛将会促进更加节能减排的汽车的问世。汽车节能可以通过很多渠道做到，本设计主要从车辆的轻量化角度出发，通过减少车架质量，从而在满足车架刚度的强度的条件下来进步减少节油车整车质量。本设计对整车做了整体总布置，确定了重心的位置。而且通过软件设计出了三个不同结构的模型，然后将三个车架模型转换成工程图。最后通过软件多车架进行进步的有限元分析，其中包括静力结构分析，模态分析，和基于实际情况的有限元优化设计。由于车架结构的复杂性，通过有限元软件不但可以减少繁重的计算量，而且可以有效提高计算精度。通过静力结构可以更为直观的反映出车架受的最大应力和变形，同时便于三种车架比较。通过模态分析可以看出车架的动态特性，看其是否在发动机怠速状态下与发动机发生共振，应该避免共振。车架优化设计原则上是以梁段横截面的高宽和壁厚为设计变量,以总应力和位移为状态变量，以车架总重量为目标函数的设计过程。但基于实际，本优化设计是在选出最好的车架模型的基础之上通过加减不同的梁，变换在不同处的梁截面，从而达到对车架优化的目的，进步实现整车的轻量化而使得节能车更节能更环保。关键词节能车车架轻量化三维建模静力分析模态分析优化设计黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要第章绪论节油车的研究背景节能竞技大赛的规则简介节能赛车的节能技术简介节能赛车的车架简介节能赛车车架的研究的目的和意义型节油车车架研究的基本内容及技术路线第章型车架结构设计与总体布局节油车车架选用材料节油车车架结构设计节油车总体布局节油车整体质心位置的确定本章小结第章基于的模型的构建