汽车有限元上机实验报告

重庆大学
学生实验报告
实验课程名称汽车结构有限元上机实验
学院机械工程学院教师詹振飞
年级2011级专业车辆工程
学生姓名郑玉平学号20116829
开课时间2013 至2014 学年第二学期
机械工程学院制
汽车有限元上机实验报告
一、结构静力学分析
上机内容：
1.运用三维建模软件建立一个任意截面形状的杆件；
2.在ansys或ansys workbench中进行网格划分、材料定义、载荷施加等前处理过程；
3.求解，观察变形量及应力应变情况；
4.在原有杆件中设置一处切口，再重复2、3过程，观察变形及应力集中。

一）分析过程
1.建立三维模型
使用Catia软件，建立三维模型
建完模型保存为igs格式。

2.打开Ansys Workbench，选择静力分析
3.将模型导入到ansys中，材料选为默认的结构钢：
4.在“模型”界面中进行划分网格：
左下角的选项可以调整网格的粗细。

5对结构进行边界约束和施加载荷：
固定约束：
在另一边施加10000N的力，方向沿杆向外：
6.选择观测的结果为总变形和应力，进行求解：
7.求解完毕，观察杆应力和应变结果：
应变图：
应力图：
8.将杆打孔之后分析过程同上：
相关截图如下：
二）结果
可以看出，未打孔杆应力均匀，最大应力小；打孔杆受力明显变差，孔处有较大的应力集中。

二、结构动力学分析
上机内容：
1、运用三维建模软件建立模型；
2、在ansys或ansys workbench中进行网格划分、材料定义、接触定义、载荷施加等前处理
过程；
3、生成k文件，运用Ls-Dyna进行求解；
4、使用Ls-Dyna 自带后处理软件观察结果。

注：我使用建的模型不是保险杠，而是自己弄的子弹打罐子模型。

由于罐子并没有打穿，故我称该实验为“坚强的罐子”实验。

一）分析过程
1.建立三维模型
使用Catia软件，建立三维模型
2.将该模型保存为igs格式。

3.打开Ansys Workbench，Geometry，拖到工作台，打开geometry，导入模型。

选择Explicit Dynamics，将其拖到Geometry。

如图：
4.模型导入成功，此时Geometry后面为对号，Model后面为更新符号，表示Model需要编辑。

双击Model，进入Mechanical工作界面，后续前处理都可该界面完成。

定义材料，除了罐子为铝合金，其他为结构钢，添加材料界面如下：
5.划分网格。

由于模型比较简单，也保证计算速度，使用自动划分，结果如图：
单元数和节点数如图：
6.对模型进行动力学约束，设置边界条件和初始条件。

如固定约束等。

我给子弹设计初始速度为1000m/s。

还有其他一些分析的设置：
7.相关设置做好后，运行分析（solve），前处理完成，得到以下文件，其中后续计算要用到K文件。

8.打开Mechanical APDL product launcher，导入K文件，运行计算
运行完毕如图所示：
生成如下文件
9.打开LS-Dyna后处理软件，打开“d3plot”
10.运行动画可以看出动力学仿真结果部分截图如图所示
11.在后处理中可以接着进行其他分析。

二）结果
由处理后动画可以看出，子弹并未击穿罐子，而是被弹了回来，而罐子由于子弹冲击而产生振荡变形。