汽车车架的有限元结构分析开题报告修改,胡远鹏_修见
客车车身骨架结构有限元分析与研究
客车车身骨架结构有限元分析与研究客车车身骨架结构有限元分析与研究近年来，随着人们对乘坐舒适性和安全性要求的提高，客车的车身骨架结构设计变得越来越重要。
车身骨架是承载车身荷载和碰撞力的重要组成部分，对车身的刚度、稳定性和安全性起着决定性的作用。
因此，通过有限元方法对车身骨架结构进行分析与研究，能够提高车身设计的效率和可靠性。
有限元分析是一种基于数值计算的力学分析方法，广泛应用于工程领域。
通过将真实的结构划分为节点和单元，建立数学模型，并对其进行离散化处理，然后利用数值计算方法对其进行求解，从而得到结构的应力、应变、刚度和振动特性等信息。
在客车车身骨架结构的研究中，有限元分析可以提供详细的结构变形和应力分布信息，帮助工程师进行合理的设计和优化。
在对客车车身骨架结构进行有限元分析前，首先需要进行几何建模。
通常采用三维 CAD 软件对客车车身进行建模，包括主体结构以及连接横梁、柱等。
建模完成后，需要对模型进行网格划分，将模型离散化为许多小单元，以便进行数值计算。
在进行网格划分时，需要注意合理控制单元的数量和大小，以平衡计算结果的准确性和计算时间的消耗。
接下来是材料和边界条件的输入。
客车车身通常由钢板和铝合金构成，钢板主要用于承受荷载，而铝合金主要用于减轻车身重量。
在有限元分析中，需要对所使用的材料进行力学性质输入，包括杨氏模量、泊松比和屈服强度等。
同时，还需要设置适当的边界条件，例如固定某些节点位置，模拟车身与轮胎的接触等。
在输入完相关参数后，可以进行有限元分析计算。
计算过程中，根据所设定的加载条件，将荷载施加在模型的合适位置上，然后利用数值计算方法对模型进行求解。
求解过程中，可以得到车身结构的应力、应变、位移和刚度等信息，以及对应的应力云图和振动模态图。
有限元分析计算完成后，需要对结果进行评估和分析。
可以通过比较计算结果与实验结果的差异，来评估有限元模型的准确性。
同时，还可以对结构的刚度、稳定性和安全性进行评估。
汽车车架中的铆钉结构应力分析研究
【巧】·｛△“｝＝｛Ｆ）＿｛Ｆ”｝ 式中：［坼】为切线刚度矩阵；｛缸）为位移增量；伊｝为 外部载荷向量；扩”）为内部力向量。反复迭代，直到 ｛Ｆ｝一俨”｝在允许误差范围内结束计算，这是一个以 求解时间为代价的复杂求解过程。
由车架整体静强度分析得知，铆钉附近板壳的应
力有的地方超过了２００ Ｍｐａ，那么，铆钉的应力如何
呢？表ｌ列出了外支撑板上通过梁单元离散的铆钉的最
大应力值，选取的铆钉包括横梁连接板上板与车架连
接的右边前４颗、下板与车架连接的右边前４颗，以及
外支撑板与平衡座连接的１４颗，总共２２颗。见表１。
序号 ｌ ２ ３
作者简介：胡玉梅（１９６４一），女，教授，工学博士；主要研究方向为汽车ｃＡＥ与结构优化设计及汽车被动安全技术。
——０４ 万方数据
设计·计算·研究
１ 线性行为与非线性行为
１７世纪，罗伯特·虎克发现力（Ｆ）和位移（扰） 之间存在一个简单的线性关系，称为虎克定律：Ｆ＝ Ｋ．砧，常数Ｋ为结构的刚度。在有限元的线性结构分 析中，虎克定律演变成了一个线性代数方程组：
图１整体车架应力分布云图
横
横பைடு நூலகம்
图２位置关系示意图 图３是外支撑板的应力分布云图以及板上的铆钉 分布。图中标示的数值是板壳上箭头所指位置的节点 应力，单位ＭＰａ。从图上可以看出，外支撑板的下面 应力比较大，显示出大面积的高亮区域。特别是最下 排与平衡座连接的１４颗铆钉两侧，也就是箭头所指的 位置，有明显的应力集中。第一颗铆钉附近应力值达 到１８７ ＭＰａ，最后一颗铆钉附近应力值达到２２０ ＭＰａ， 也是整块板上应力最大的地方。 图４为横梁右连接板的应力分布云图，以及铆钉 在板上的分布情况，图中标示的数值是板壳上箭头所 指位置的节点应力，单位ＭＰａ。从图上看，下板的应
某车型车架的有限元分析
某车型车架的有限元分析*苏玉珍李成贾红雨杨洁（郑州大学机械工程学院，郑州450001）Finite element analysis of the automobile frameSU Yu-zhen ，LI Cheng ，JIA Hong-yu ，YANG Jie（School of Mechanical Engineering ，Zhengzhou University ，Zhengzhou 450001，China ）文章编号：1001-3997（2009）07-0046-02【摘要】汽车车架静力学分析主要包括弯曲和扭转两种工况，这是评价车架质量最重要的指标。
采用弹性力学理论及有限元原理，利用大型通用有限元分析软件ANSYS 对某车型车架在弯曲、扭转两种工况下进行力学分析，得出了在弯曲和扭转工况下某轿车车架的刚度变化。
并对不同荷载情况下的车架不同部位的应力、位移进行较为全面的数值模拟，为对车架的强度分析提供参考和依据。
关键词：有限元分析；车架；ANSYS ；静力学分析【Abstract 】The most important standard for the quality of car frame is the static analysis which con －tains bending and torsion working conditions.Based on theory of elastic mechanics and finite element ，the mechanical property of the automobile frame is obtained under the conditions of bending and torsion using the ANSYS software.The influence of the two working conditions on this frame ’s stiffness is also ing the ANSYS software ，rounded numerical simulation of stress and displacement under different work －ing conditions is completed.It could be the reference to the intensity analysis of car frame.Key words ：Finite element analysis ；Car frame ；ANSYS ；Static analysis中图分类号：TH12，O241.82文献标识码：A＊来稿日期：2008-10-11＊基金项目：教育部科学技术研究重点项目，河南省教育厅科技攻关项目（2008A460013）1引言在现代社会中，汽车在人们的生产和生活中都起到了越来越重要的作用。
载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告
载货汽车车架拓扑优化设计及有限元分析的开题报告一、研究背景随着物流业的快速发展，货车需求也不断增加。
而车辆的持久稳定性和安全性是货车发展的基础，因此在设计过程中车架的优化设计和有限元分析尤为重要。
从材料及制造工艺角度来看，目前较为成熟的结果是焊接结构，但是这种结构重量较重、成本高、制造周期长、不环保等问题日益凸显，因此要求综合考虑设计材料、拓扑结构、工艺等多方面因素，通过优化设计来提高车辆的质量、性能、经济性和可靠性。
二、研究内容1.车架结构拓扑优化设计。
在满足安全性和结构强度的前提下，结合实际的工作条件和载荷特点，通过最优化设计方法寻找最佳的车架结构形式，减轻车身质量，实现经济性和环保性。
2.车架有限元分析。
采用有限元分析方法，对拓扑优化设计后的车架进行有限元模拟分析，验证其强度和刚度的可靠性，进行有限元分析计算，为车辆的改进提供依据。
3.材料选择及加工工艺的分析。
车架材料的选择及加工工艺直接影响着车体的质量、成本、环保性等方面，以现代先进制造工艺，适当选择适合的材料，实现车体质量的低成本、高品质。
三、研究意义与价值根据研究内容，主要达到以下目的：1.提高载货汽车的安全性和可靠性，减少事故数量和损失，同时提高企业的经济效益。
2.减少我国的能源和环境负担，优化设计和改进制造工艺，避免资源的浪费和环境污染。
3.积累相关技术和经验，在相应领域做出贡献，并推动该领域技术的进步。
四、研究方法1.车架结构拓扑优化设计。
综合考虑载荷、强度、刚度等因素，采用最优化模拟设计方法，缩短设计周期，降低制造成本。
同时，为了防止优化设计过程中出现失控情况，我们建立了一套预警机制来发现和纠正问题。
2.车架有限元分析。
建立标准分析模型，通过有限元分析计算车架的应力、位移和应变，以确定车架的强度和刚度，在改进设计过程中应用结果。
3.材料选择及加工工艺的分析。
在选择材料的过程中，我们将考虑性能、成本等各方面因素。
在加工工艺的选择过程中，我们将专注于工艺稳定性、效率和成本。
基于有限元分析的大客车车身结构强度优化的开题报告
基于有限元分析的大客车车身结构强度优化的开题
报告
1.选题背景
近年来，大客车在公路交通中的运输任务越来越重，其安全性和耐久性与人们的生命财产安全直接相关。
在这个背景下，对大客车车身结构进行优化设计，提高其强度和稳定性，有着重要的现实意义。
有限元分析作为一种有效的工程分析方法，被广泛应用于车身结构设计和优化中。
2.选题目的
本课题旨在基于有限元分析方法，对大客车车身结构进行强度和稳定性优化设计，以提高其安全可靠性。
3.主要研究内容和方法
（1）大客车车身结构强度分析：使用有限元分析软件对大客车车身结构进行强度分析，找出结构中的薄弱环节。
（2）车身结构优化设计：根据强度分析结果，对车身结构中的薄弱环节进行设计优化，提高车身结构强度和稳定性。
（3）性能验证：对优化后的车身结构进行有限元分析，验证其强度和稳定性满足设计要求。
4.预期成果
（1）得出大客车车身结构的有限元分析结果，确定薄弱环节。
（2）设计优化后的车身结构，提高其强度和稳定性。
（3）验证优化后车身结构的强度和稳定性满足设计要求。
5.研究意义
对大客车车身结构进行强度优化设计，有助于提高其安全可靠性，保护乘客和驾驶员的生命财产安全。
同时，也有助于汽车制造企业提升产品竞争力，提高企业市场份额，促进行业的健康发展。
载重货车车架设计及有限元分析开题报告
除了有利于共用，车体车架也可以通过材料的不同来发挥轻量化的特性，铝合金是80年代末期相当热门的一种工业材料，虽然重量比铁轻，但是强度却较差，因此如果要用铝合金制成单体车架，虽然在重量上比起铁制车架更占优势，但是强度却无法达到和铁制车架同样的水准。除非增加更多的铝合金材料，利用更多的用量来弥补强度上的不足。不过这样一来，重量必然会相对增加，而原本出于轻量化考量而采用铝合金材料的动机，当然也就失去了意义。也正因为这个原因，铝合金车架在车坛上并未成为主流，少数高性能跑车或是使用了强度更高的碳纤维，或是用碳纤维结合蜂巢状夹层铝合金的复合材料取代了铝合金。但是要用碳纤维制成单体车架，在制作上相当复杂且费时，成本也相对更高，所以至今仍无法普及到一般市售车上，而仅有少数售价高昂的跑车使用，这些是不可能用在载重货车上的。尽管铝合金车架鲜有车厂使用，不过用钢铁车架搭配铝合金钣件的方式，近年来却受到不少车厂的重视，这样的结构不仅可以保留车架本身的强度，同时也可以通过钣件的铝合金化来取得轻量化效果，在研发成本上自然也不像碳纤维制的单体车架那样昂贵。
载货汽车行驶路况复杂车架在各种载荷作用下，将发生弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。目前国内商用车车架设计开始从原有的单纯经验设计进入优化设计阶段,主要特点是以有限元计算分析等手段辅助设计,在零件试制之前对产品就有了初步判断,可以提前解决相当数量的设计问题,但目前有限元分析还只局限在强度计算方面,寿命计算做的较少再有一点就是目前国内车架的开发很少经过台架强度和寿命试验,而目前国内各汽车生产厂车架台架试验所需的硬件应该没有问题,主要问题缺少参数输入方面的积累。另外,由于目前国内还无法杜绝超载现象的存在,所以我们的车架设计偏于保守。相反,国外商用车车架开发过程中有限元分析应用比较广泛,而且台架试验应用也被大量采用,有比较成熟的车架台架试验经验,比如奥地利斯太尔公司的台架试验现在已经非常成熟,车架总成在通过斯太尔的250小时脉冲台架试验后只需要进行300小时的场地试验,检验连接件的可靠性即可,通过这两项试验,车架的使用寿命可到100万公里,目前BENZ，MAN等公司仍利用斯太尔的试验台进行车架台架试验,它们的车架如果不经过脉冲试验,整车不投产。从材料的使用情况看,目前在节油、轻量化的压力下,国内外重型商用车车架普遍采用了高强度钢板,²S\500Mpa的钢板已经广泛应用从成型工艺方面看,传统的纵梁制造工艺采用大型冲压设备及大型模具冲压成型,一次性生产准备投入大,周期长,柔性化差,精度不高,很难适应产品和市场的变化。而且,随着纵梁所用材料强度等级的不断提高,采用传统制造工艺所需的冲压设备会越来越大,对材料的成型性能要求也高,很难适应发展的需要。所以目前普遍采用的是纵梁滚压成型制造工艺,其特点是:柔性化好,精度高,一次性生产准备投入小。
半挂牵引车车架有限元分析的开题报告
半挂牵引车车架有限元分析的开题报告题目：半挂牵引车车架有限元分析一、选题背景和意义：半挂牵引车是一种常用的运输工具，其安全稳定性对于交通运输行业至关重要。
车架是半挂牵引车的主体结构，负责承载车身和所装载物品的重量和力量，因此其结构安全性是半挂牵引车运行安全的重要保障。
有限元分析是一种理论计算方法，可以模拟实际的结构受力情况，对于车架的结构设计和优化具有重要的意义。
二、研究内容和方法：本研究将以一辆半挂牵引车的车架为研究对象，利用有限元分析软件进行车架的有限元建模，通过加载不同的载荷，分析车架的受力情况，找出车架的薄弱环节，并提出相应的优化方案。
研究方法主要包括以下几个步骤：1.车架有限元建模采用有限元分析软件对半挂牵引车的车架进行建模，选择合适的单元类型和网格划分，构建数值分析模型。
2.载荷分析根据实际情况，确定车架承受的载荷情况，在有限元分析软件中加载各种载荷，如静载荷、动载荷等。
3.应力分析利用有限元分析软件分析车架的应力分布情况，得出车架的最大应力和应力集中点位置。
4.应变分析利用有限元分析软件分析车架的应变分布情况，得出车架的最大应变和应变集中点位置。
5.结构优化根据有限元分析结果，找出车架的薄弱环节，提出结构优化方案。
采用有限元分析软件对优化方案进行验证和优化。
三、预期结果和意义：通过本研究，可以建立半挂牵引车车架的有限元模型，分析车架在不同载荷作用下的受力情况，找到车架的薄弱环节，提出优化方案，最终得到经过优化的车架结构。
这些结果可以为半挂牵引车车架结构设计和优化提供参考，提高其安全性和稳定性，减少车辆事故的发生，为国家交通运输事业的发展做出贡献。
某车型车架的有限元分析。开通一报告
开题报告某车型车架的有限元仿真分析一、选题的目的及研究意义车架也称大梁，车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机、底盘和车身等总成连成一个整体，即将各总成组成为一辆完整的汽车。
同时，车架还承受汽车各总成的质量和有效载荷，并承受汽车行驶时所产生的各种力和力矩，即车架要承受各种静载荷和动载荷。
一般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置﹑前桥﹑后桥支承在车轮上。
具有足够的强度和刚度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。
车架在实际环境下要面对4种压力即：负载弯曲、非水平扭动、横向弯曲、水平棱形扭动。
要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。
如果车架在某方面的韧性(stiffness)不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。
汽车车架静力学分析主要包括弯曲和扭转两种工况，这是评价车架质量最重要的指标。
采用牵性力学理论及有限元原理，利用大型通用有限元分析软件ANSYS 对某车型车架在弯曲、扭转两种工况下进行力学分析，得出了在弯曲和扭转工况下某轿车车架的刚度变化。
并对不同荷载情况下的车架不同部位的应力、位移进行较为全面的数值模拟，为对车架的强度分析提供参考和依据。
由此可见车架对汽车的重要性，采用ANSYS对汽车车架进行结构优化设计，可以对结构的动态特性作出评价。
同时对车架的模态分析结果进行验证，使车架结构在原有基础上得以分析并优化，以保证车架的安全性精简性等。
二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势及研究方法等.1.研究现状：目前，国内对汽车车架的设汁与研究已经从主要依靠传统的经验分析设汁方法逐渐发展到有限元等现代设计方法，但是尚未像汽车整车和主要零部件的参数确定那样广泛应用优化设计方法。
所以汽车车架结构参数化设计与优化仍是近些年的重要研究领域。
2．发展趋势：有限元分析技术能够满足用户对车架的应力分布的需要，结构优化技术能够为车架的设计提供更合理的设计尺寸。
客车车身骨架有限元建模及优化的开题报告
客车车身骨架有限元建模及优化的开题报告一、研究背景近年来，客车行业竞争日益激烈，客户对于客车的性能、安全和舒适性的要求也越来越高。
车身骨架是客车的重要组成部分，对于车辆的承载能力、稳定性、振动噪声等都有着重要影响。
因此，对客车车身骨架的建模和优化已成为客车设计和生产过程中的一个重要研究课题。
二、研究内容本研究将针对客车车身骨架进行有限元建模和优化。
具体内容包括以下几个方面：1.建立客车车身骨架的有限元模型，包括前后桥、车架、车体等部分；2.对有限元模型进行验证，验证其模拟结果与实际测试结果的吻合程度，确保模型的精度；3.利用有限元模型进行骨架的优化设计，包括材料选择、结构设计等方面；4.通过优化设计，提高车身骨架的承载能力、稳定性和减少振动噪声等方面的目标。
三、研究意义本研究将有助于客车制造企业提高产品质量和市场竞争力，提高客车车身骨架的承载能力、安全性和舒适性，减少振动噪声等方面的问题。
从长远来看，本研究还将促进我国客车行业的发展和提高汽车制造业的技术水平。
四、研究方法本研究将采用有限元方法进行客车车身骨架的建模和优化设计。
具体方法包括以下几个方面：1.确定建模所需的部位和参数，采集有关数据和信息；2.使用CAD软件绘制车身骨架三维模型，导入有限元软件进行网格划分和材料属性设定；3.建立数值模型，进行静力、动力等分析，验证模型的准确性；4.进行优化设计，设定优化目标和限制条件，寻找最佳设计方案。
五、研究计划及进度安排1.前期准备（2022年3月-2022年6月）：收集和分析客车车身骨架相关数据和文献，熟悉有限元建模和优化设计的理论和方法。
2.模型建立（2022年7月-2022年9月）：使用CAD软件进行车身骨架的三维建模，并导入有限元软件进行网格划分和属性设定。
3.模型验证（2022年10月-2023年1月）：使用实验数据验证有限元模型的准确性和精度。
4.优化设计（2023年2月-2023年5月）：设定优化目标和限制条件，进行骨架的优化设计。
基于ANSYS的车架有限元分析报告
基于ANSYS的车架有限元分析报告一、引言车架是汽车的重要组成部分之一，它承载着车身、引擎等重要部件，并且需要具备良好的强度和刚度特性。
为了确保车架设计的合理性和安全性，有限元分析方法被广泛应用于车架的设计和优化过程中。
本报告通过使用ANSYS软件对车型的车架进行有限元分析，旨在揭示其结构的力学性能，并提出相应的优化建议。
二、建模与网格划分首先，根据实际情况对车架进行几何建模，包括车架材料的选择、主要结构的划分等。
然后，采用ANSYS软件对车架进行网格划分，以保证有限元分析的准确性和计算效率。
在划分网格时，应根据不同结构部位的重要程度和应力集中程度进行细致划分，以获得较为准确的应力分布。
三、材料属性设置车架材料的力学性能参数对有限元分析结果具有重要影响。
在本次分析中，我们选取了一种常用的高强度钢材料作为车架的材料，并设置相应的材料属性。
这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等参数。
要注意的是，这些参数需要结合实际情况和材料测试数据进行设置，以确保分析结果的准确性。
四、约束条件设置在有限元分析中，约束条件的设置对于分析结果的准确性至关重要。
在车架分析中，我们通常可以假设一些约束条件，比如悬挂点的约束、底盘支撑点的固定等。
这些约束条件可以对车架进行限制，并模拟实际使用中的约束情况。
五、载荷设置在有限元分析中，合理地设置载荷条件对于车架分析的准确性和可靠性也非常重要。
可以根据实际情况对不同工况下的载荷进行设置，比如车辆加速、制动、转弯等。
这些载荷会对车架产生不同的应力和变形，从而可以评估车架在不同工况下的强度和刚度特性。
六、分析结果与讨论通过ANSYS的有限元分析，我们可以获得车架在不同工况下的应力分布、变形情况等。
根据实际情况，可以评估车架结构的强度和刚度，并分析其受力情况和问题所在。
在本次分析中，我们得出了车架各个关键部位的最大应力和变形情况，并进一步进行了分析和讨论。
根据分析结果，我们可以找出车架结构中的问题，并提出相应的优化建议，比如增加固定支撑处的材料厚度、调整关键连接点的设计等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本科生毕业设计（论文）开题报告（含文献综述）（ 2015 届）题目：汽车车架的有限元结构分析学生姓名胡远鹏学号 ************专业班级交通112学院名称工程学院指导教师刘达列2014年 12 月18 日1 选题的依据及意义车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。
车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。
汽车工业属于高技术产品，要生产出技术可靠，性能优越的汽车，不应用好的软件进行辅助设计是无法实现的。
在汽车结构设计中采用有限元结构强度分析，可以解决以往很多无法解决的问题。
实际工程结构都是复杂的超静定结构，有限元法的基本思想是将一个复杂的结构拆分成“有限”个“单元”，对这些单元分别进行分析，建立其位移内力的关系，将变分原理为工具，将微分方程化为代数方程，再将单元组装成结构，形成整体结构的刚度方程。
采用有限元分析方法将一个复杂的分析过程转变成可以解决的多个步骤，为汽车的发展，提高汽车性能，节约汽车研究成本各方面起到了很大的作用。
对汽车车架结构的分析我将采用ANSYS软件，ANSYS是全世界范围内最知名，功能最丰富，使用最多的有限元显示求解程序。
其在高速碰撞模拟，乘客的安全性分析，零件制造，机械部件的运动分析等方面都有应用领域。
2 国内外研究现状及发展趋势2.1 国内随着我们经济的高速发展，全球化进程的不断加快，汽车是保证和促进发展的一个重要工具。
汽车车架作为重型载货汽车的载体，支撑这发动机、离合器、变速器、转向器、驾驶室和箱货等所有车架上的重物，并且使用条件恶劣，情况复杂，因此车架需要足够的强度，刚度，可靠性和寿命。
有限元法已成为现代汽车设计的重要工具之一，与传统设计方法相比，它的优势在于提高汽车产品的质量，降低汽车开发和生产制造成本，提高汽车产品在市场上的竞争力。
到了上世纪80年代初，国际上较大的结构分析通用有限元程序发展到几百种，其中著名的有NASTRAN,ASKA,MARC,GTSTRUD,SAP,ADINA,ANSYS等。
ANSYS是由美国ANSYS公司开发的融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大姓通用有限元分析软件。
该软件90年代开始在我国的机械制造、航空航天、汽车交通、铁道、国防军工、土木建筑等领域得到应用，为各领域中产品设计、科学研究做出了贡献。
该分析工具不断吸取世界最先进的计算方法和计算机技术，引导着世界有限元分析软件的发展。
以其先进性、可靠性、开放型等特点，被全球工业界广泛认可。
有限元分析法是根据变分原理求解数学物理问题的数值计算方法，是随着计数机的出现而发展起来的的一种新兴的数值计算方法，是工程方法和数学方法相结合的产物。
我国有限元理论研究始于上世纪50年代末，冯康教授创立了一套现代化和系统化求解微分方程的近似方法，其内容实质是国际上的有限元法。
但是，我国的有限元法的应用比较晚，70年代中期才开始应用和推广。
目前有限元法在我国应用十分广泛，并且创造出巨大的经济效益。
随着计算机技术发展和有限元解法显示出决工程实际问题的巨大能力，许多高等院校、研究机构和软件部门得到各工业部门的大量资助，陆续研制出各种通用的有限元程序，进一步推动了有限元法的理论研究和实际应用[1]。
目前，我国利用有限元法进行汽车分析已经发展到普遍运用有限元法静强度和有限元法动态响应分析及优化分析阶段。
2002年马迅，盛勇牛以车架的部分结构的截面尺寸为优化变量，采用壳板和梁单元组合建立有限元模型，以车架变形和一阶频率为约束，在弯曲和扭转工况取得了减重13.31%的效果[4]。
2003年10月李娜采用壳板单元对机车车顶结构建立有限元模型，应用自己编制的遗传算法程序，对形状，加强筋的布置数量和位置以及界面尺寸进行了优化，减轻重量176.4kg[5]。
2004年5月杜海珍对汽车典型结构拓扑优化方法及应用进行了研究，为了解决在删除无效材料时可能出现的应力集中问题，基于围绕结构边界和空洞周围附加人工材料单元的思想，提出了一种新的基于应力及其灵敏度的优化准则[6]。
2005年4月吉林大学的余传文采用板壳单元对某重型载货汽车车架结构建立有限元模型，并对车架结构的静动态特性分析进行了研究，在建立简单的车架梁单元优化模型的基础上，以车架重梁截面尺寸为设计变量对车架进行优化分析，从车架体积和最大变形随着迭代过程的变化曲线可以看到车架的自重明显降低[12]。
2006年6月北京航空航天大学的张宏伟，张以都等人探讨了基于动力特性灵敏度分析的动力修改技术，建立某农用化车架的参数化有限元模型，并对车架进行灵敏度分析，在分析结果的指导下，进行了车架的动力修改，取得了良好的效果，为农用车改型设计和推出新产品提供了思路和设计依据[13]。
2.2 国外早在 20 世纪 40 年代，由于航空事业的飞速发展，对飞机结构提出了愈来愈高的要求，即重量轻、强度高、刚度好，人们不得不进行精确的设计和计算，正是在这一背景下，逐渐在工程中产生了矩阵力学分析方法[2]。
1941 年 Hrenikoff使用“框架变形功方法”（frame work method）求解了一个弹性问题，1943年，Courant 发表了一篇使用三角形区域的多项式函数来求解扭转问题的论文[7]，这些工作开创了有限元分析的先河。
1956 年波音公司的Turner，Clough，Martin 和 Topp 在分析飞机结构时系统研究了离散杆、梁、三角形的单元刚度表达式[8]，并求得了平面应力问题的正确解答，1960 年 Clough 在处理平面弹性问题时，第一次提出并使用“有限元方法”（finite element method）的名称[9]。
随后大量的工程师开始使用这一离散方法来处理结构分析、流体问题、热传导等复杂问题。
1967 年Zienkiewicz 和 Cheung 出版了第一本有关有限元分析的专著[10]。
1970 年以后，有限元方法开始应用于处理非线性和大变形问题，Oden 于 1972 年出版了第一本关于处理非线性连续体的专著[11]。
3 论文研究的目的和意义3.1 目的在汽车业如此发达的现代，人们对汽车质量和品质的追求也越老越高，汽车设计师和汽车制造厂需要不断的额改进自己的创新和技术来跟上人们的追求目标。
有限元分析可以很好的为汽车制造商提供很好的技术支持，作为现代汽车设计必不可少的一个分析和实验软件和方法，其为汽车的发展提供了很大的帮助，不论在节省成本和提高实验精确度。
我的目的就是通过有限元分析软件集合自己的想法研究汽车车架的构造，通过研究发现以往设计的不足，通过实验和调查解决这些问题。
ANSYS作为一款不错的有限元分析软件，我将借助于该软件进行分析和采集数据。
更重要的是不止步于目前的研究成果，争取找到创新点。
下面列出了目前要达到的目的。
（1）建立车架有限元分析方法的基本步骤，为汽车车架的有限元分析提供依据。
（2）通过有限元分析模型分析汽车车架。
（3）通过有限元模型建立车架受力的动静态模型，得出汽车受力情况。
（4）通过模型得出的结论分析车架构造优化方案，将成果用于实际汽车制造中。
3.2 意义汽车的发展是国家经济水品的一个体现，在人人追求高品质生活的现在，尤其是汽车方面的高性能追求，汽车制造商在对汽车额舒适度，安全性，平稳性，乘坐行，行驶方面等等的制作要求和水平也越来越高。
然后要想制造出比目前更高水平的汽车需要的成本就会增加，这回限制汽车的销售，所以需要一个更高的办法，在控制成本的情况下制造出更高水平的汽车。
通过对汽车构造的有限元分析可以很好的知道汽车各点的受力，了解汽车需要加强的部分和可以节省材料的部分。
结合有限元分析软件和实际实验的数据，设计出更高强度，高性能的汽车，同时将其所需材料和成本控制在理想范围。
所要做的具体如下：（1）运用有限元分析模型分析汽车受力，有助于减少汽车设计的成本，了解汽车受力情况。
（2）汽车车架在受力时会发生弯曲，传统的分析模型很难分析这一情况，有限元分析很好的解决了这一问题。
（3）通过有限元分析进行动静态受力分析，可以得到汽车车架受力的动态特性。
（4）有限元分析模型能更准确细致的分析汽车各点的受力。
3.3 设计（论文）的主要内容通过参考文献和自己的总结，我将通过有限元分析软件对汽车的构造进行分析，汽车车架最为对汽车整体的支撑，犹如人身体的脊椎，不仅要求其有足够的强度和柔韧度还要求耐久性。
通过实验列出有限元分析软件在汽车构造设计方面的具体作用和所能达到的成果，便结合实际得出的成果和预想的成果进行比较，改进不足的地方，来达到想要的成果或者超出预想的成果。
论文中用的有限元分析软件是ANSYS，通过该软件将分析汽车的受力和运动情况。
论文的设计具体按以下步骤进行：（1）介绍汽车车架的基本构造和受力情况。
（2）介绍ANSYS软件在汽车车架构造分析方面的用处。
（3）选择合适的车架进行分析。
（4）通过ANSYS建立有限元分析模型，通过有限元模型进行车架采点实行动静态分析。
（5）分析车架在弯曲，挤压，扭曲等受理情况下的应力和受力情况。
（6）分析车架设计的优化方案。
4 需要解决的主要问题在实验中，会遇到很多问题，首先是ANSYS软件的学习和掌握，做到熟练的运用该软件。
不同的汽车制造商有不同的设计概念，我需要选择合适的汽车来进行实验，（1）首先要进行ANSYS软件的学习，了解其工作范围，作业形式，使用方法。
（2）选择合适的车架样品和成本预算。
（3）选择车架上合适的载荷点和合适的运用方程进行静动态分析。
（4）应用ANSYS的参数化语言实现汽车车架的优化设计。
（5）有限元模型的建立需要切合实际，符合研究车架的特性。
5 研究方法（1）收集相关车型资料，分析承载式车身和飝承载式车身的区别，了解普遍车型的车架和个别特别的车架结构，根据研究内容选择适合的汽车车架。
（2）选择研究车架，分析车辆车架结构，分析汽车主要的受力的情况，主要的受力点和主要的受力形式，记录各点的位置，分析主要研究点和次要点。
（3）根据第二步，建立有限元分析模型，将模型和数据导入ANSYS软件。
（4）初步分析所建立模型的可行性，用其进行初步的车架应力和应变的分析，修改模型，得出比较合适的分析模型。
（5）运用模型对所选取的点进行应力和应变的动静态分析，得出各点在不同时刻的动态载荷。
（6）比较动静态分析的结果，结合实验数据和预测数据对数据的正确性和可行性进行分析。
（7）根据实验结果分析方案可行性，进行下一步动静态分析。
（8）最后得出参数，进行优化。
6 进度安排7 参考文献[1]洪恺，基于 Hyperworks 和 Ansys 的汽车车架有限元分析[D]，湖南大学，2011年；[2]李强，某重型载货车车架有限元静态及其试验研究[D]，合肥工业大学，2009年；[3]刘丹，重型载货汽车车架的有限元分析及优化[D]，合肥工业大学，2009；[4]马迅，盛勇生．车架刚度及模态的有限元分析与优化.客车技术与研究，2004；[5]李娜.铝合金车体组合优化设计:[硕士学位论文〕.大连铁道学院工学，2003.10；[6]杜海珍，汽车典型结构拓扑优化方法及应用研究:[硕士学位论文」.长沙理工大学，2004.5；[7]Courant R.Vatiational methods for the solution of problems of equilibrium and vibrations[J]，Bulletin of American Mathematical Society，1943，49：1～23；[8]Turner M J，Clough R W，Martin H C，Topp L J，Stiffness and deflection analysis of complex structures[M]，Journal of Aeronautical Sciences，1956，23：805～824；[9] Clough R W，The finite element method in plane stress analysis[M]，Proc. 2 ndConf，Electronic Computation，ASCE，Pittsburg，1960，Sept；[10]Zienkiewicz O C，Cheung Y K，The Finite Element Method in Structural and Continuum Mechanics[M].London：McGraw-Hill，1967，21～124；[11]Oden J T，Finite element for nonlinear continua[M]，New York：McGraw-Hill，1972，54～221；[12]International Journal of Vehicle Design, v 37, n 1, 2005；[13]张洪伟，张以都，王锡平，赵晓慈. 基于灵敏度分析的某农用车车架的动力修改.机械设计，2006，6；[14]颜云颜，谢里谢等主编 , 结构分析中的有限单元法及应用 , 东北大学出版社, 2000:8-27[15]张迎滨.轻型客车白车身有限元建模及动静态特性分析[D].东南大学，2004。