ABAQUS车架强度分析
车架有限元强度分析及轻量化设计
图1㊀车架截面参数longjunhua@㊂Automobile Parts 2021.020852021.02 Automobile Parts086图2㊀车架受力简化示意T 2处力矩平衡原理,计算出支反力T 1T 1=[F 1k (k /2-n )+F 2w (m -w /2-v )]/m (2式中:T 1为前桥中心处对车架的支反力,N ;T 2为中后桥中心处对车架的支反力,N ;F 1为底盘簧上质量在车架上的均布载荷,N /m ;F 2为装在车架上的分布载荷,N /m ;y 为上装质心位置,m ㊂根据平衡方程,得出L 处的截面弯矩和剪力分别为:M =F 1(L +s )2/2+F 2(L -v )2/2-F 1L(3Q =F 1(L +s )+F 2(L -v )-T 1(4当剪力Q =0时,M 出现极值M 0;当支反力R 1㊁R 处M 亦出现拐点M 1,M 2㊂最大弯矩M max 取三者之间的最大值,考虑实际使用条件和安全系数,最大弯矩M max 取2倍静载荷条件㊂故单根纵梁断面的最大弯曲应力为:δmax =2M maxW XɤσS (5式中:σS 为材料的屈服强度㊂根据式(1)和式(5)来初步确定车架的截面尺寸㊂2㊀车架有限元模型的建立根据上述确定的车架截面利用Catia 软件进行车架总体设计,完成设计后通过有限元仿真软件Hyperworks 进行车架总体强度分析㊂图3㊀车架有限元模型3㊀车架强度分析结果3.1㊀载荷与边界重卡牵引车车架在行驶过程中主要承受4种工况,分别是弯曲工况㊁转向工况㊁制动工况㊁扭转工况,这4种工况施加载荷见表1,边界条件见表2㊂表1㊀4种工况下载荷情况㊀弯曲工况/g转向工况/g制动工况/g扭转工况/gx 00-0.70y0-0.200z-2.5-1-1-1注:x 表示前进方向,y 表示转弯方向,z 表示垂直地面方向㊂Automobile Parts 2021.02087图4㊀弯曲工况车架应力云图图5㊀转向工况车架应力云图图6㊀制动工况车架应力云图图7㊀扭转工况车架应力云图4种工况下最大应力见表3㊂表3㊀4种工况下最大应力㊀弯曲工况转向工况制动工况扭转工况最大应力/MPa 344.8324.7285310最大应力位置第二横梁附近,油箱连接处第二横梁附近,油箱连接处第二横梁附近,油箱连接处第四横梁附近,悬置安装处由表3可知,车架纵梁和横梁材料为B510L ,材料的屈服强度355MPa [1],以上4种工况最大应力334.8MPa ,小于材料的屈服强度,满足强度评判要求㊂4 轻量化设计根据应力云图,对车架受力不大的地方进行轻量化设计㊂具体措施为:将第三横梁处下连接板厚度10mm 改为8mm ,纵梁上连接板厚度8mm 改为6mm ,左右位置各两次,如图8所示㊂2021.02 Automobile Parts088图8㊀车架轻量化位置车架减重后应力云图如图9 图12所示㊂图9㊀减重后弯曲工况车架应力云图图10㊀减重后转向工况车架应力云图图11㊀减重后制动工况车架应力云图图12㊀减重后扭转工况车架应力云图可以看出,车架减重后与减重前4种工况下,车架承受的最大应力相当,满足强度要求㊂车架共减轻15.4kg ,4种工况下最大应力见表4㊂表4㊀4种工况下最大应力kg㊀原质量改后质量共减重横梁下连接板7.9ˑ2 6.3ˑ2纵梁上连接板24.4ˑ218.3ˑ215.4结论文中首先通过理论公式对车架纵梁截面进行选择按此截面设计完成车架总成后,通过有限元仿真分析对车架总成进行实际道路上各种工况下的强度分析㊂根据应力结果,提出了横梁和纵梁连接板的减轻方案,结果显示,减重后和减重前应力相当,满足强度要求㊂通过对车架的有限元分析,前期设计之初可以大大缩短时间,提高产品准确率㊂参考文献:[1]邓祖平,王良模,彭曙兮,等.基于HyperWorks 的某轻型卡车车架有限元分析及结构改进[J].机械设计与制造,2012(5):84-86.DENG Z P,WANG L M,PENG S X,et al.Finite element analysis and structure improvement on a light-duty truck frame based on hy-per works[J].Machinery Design &Manufacture,2012(5):84-86.[2]黄黎,段智方,庞建中.重型半挂牵引车车架结构的有限元分析[C]//第三届中国CAE 工程分析技术年会论文集,2007.[3]张建,戚永爱,唐文献,等.基于有限元法的某卡车车架优化设计[J].机械设计与制造,2012(5):48-50.ZHANG J,QI Y A,TANG W X,et al.Optimal design of some truck frame based on FEA [J].Machinery Design &Manufacture,2012(5):48-50.[4]景俊鸿,邵刚.中㊁重卡车架轻量化设计[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2009,32(Z1):14-17.JING J H,SHAO G.Lightweight design of the middle and heavy truck s frame[J].Journal of Hefei University of Technology(Natural Science Edition),2009,32(Z1):14-17.。
基于ABAQUS的车门强度分析【范本模板】
（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于ABAQUS的车门强度分析指导老师: 学院班级：学生姓名学号：2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析（武汉理工大学）摘要：轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。
车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题，车门结构静态强度的计算分析,在车门结构设计进程中非常重要。
本文根据国家“轿车侧门强度"试验标准，基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析，车门外板采用不同的材料和厚度，分析对车门强度的影响，并选择最优方案。
关键词：车门；强度；有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu(Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract:Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process。
The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors。
In this paper，according to the national “car side door strength” test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme。
车架强度、刚度仿真分析方法
车架强度、刚度仿真分析方法1.概述1.1汽车前舱盖也称大梁。
汽车的基体，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。
车架的功用是支撑、连接汽车的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受汽车内外的各种载荷。
1.2使用软件说明ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如NASTRAN, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
ANSYS Mechanical是利用ANSYS的求解器进行结构和热分析的。
其可进行结构、动态特性、热传递、磁场及形状优化的有限元分析。
1.3相关力学理论刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。
是材料或结构弹性变形难易程度的表征。
材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。
在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。
它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。
刚度可分为静刚度和动刚度。
刚度是使物体产生单位变形所需的外力值。
刚度与物体的材料性质、几何形状、边界支持情况以及外力作用形式有关。
材料的弹性模量和剪切模量（见材料的力学性能）越大，则刚度越大。
2.前处理2.1定义材料建立几何模型后，进入Engineering Data界面，选择钢材料作为车架分析的材料。
基于ABAQUS的某车架结构的模态分析
由结 构变 形 和运 动 （ 阻尼 ）组成 ｊ ． 以弹簧一 质量 振动 的动 力学 问题 为例 ， 弹簧 的 内力为 ｋ ｕ， 则 运动 方程 变 为 ｍ１ ２＋ ｋ ｕ—Ｆ一０ ． 弹
架 的结构 性能 进行 了分 析． 例 如 文献 ［ ４ ］ 和Ｅ ｓ ］ 分
第 ３ ９卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ９月
延边 大学学报（ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙａ ｎ ｂ ｉ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ｖｏ １ ． ３ ９ Ｎｏ ． ３
Ｓｅ ｐ． ２０ １３
文章编 号 ： １ ０ ０ ４ — ４ ３ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ２ ２ ４ — ０ ３
基 于 ＡＢ ＡＱＵＳ的 某 车 架 结构 的模 态 分 析
丁志宝， 文 学 洙
（延 边 大 学 工 学 院 机 械 工 程 系 ， 吉林 延吉 １ ３ ３ ０ ０ ２）
ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ＡＢ ＡＱＵＳ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ
摘要 ： 利用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ软 件建 立某 车 架 结 构 的三 维 几 何 模 型 ， 并 利 用 ＡＢ ＡＱＵＳ有 限 元 分 析 软 件 分 析 了 车 架 在 自 由状 态 下 的 模 态 ， 得 到 了 车 架 的 前 六 阶 的模 态 振 型 和 固有 频 率 ， 并根据模 态分析的评价原则 ， 验证 了该 车 一 阶
基于ABAQUS的车门强度分析.
（研究生课程论文）汽车动力学论文题目：基于ABAQUS的车门强度分析指导老师：学院班级：学生姓名学号：2014年12月基于ABAQUS的车门强度分析（武汉理工大学）摘要：轿车门系统结构设计与优化是整车开发过程中的重要环节。
车门的强度直接关系到整车在冲击、碰撞等载荷下的安全问题，车门结构静态强度的计算分析，在车门结构设计进程中非常重要。
本文根据国家“轿车侧门强度”试验标准，基于ABAQUS平台对车门强度进行有限元模拟分析，车门外板采用不同的材料和厚度，分析对车门强度的影响，并选择最优方案。
关键词：车门；强度；有限元Analysis of automobile door strength based onABAQUSHan Yu（Class 141 of SCHOOL OF AUTOMOTIVE ENGINEERING, WHUT)Abstract：Door system structural design and optimization is an important part of the vehicle development process. The analysis of Static strength of the door structure is very important in the structural design of the doors. In this paper, according to the national “car side door strength”test standard, based on the platform of ABAQUS finite element simulation analysis was carried out on the strength of the door. The outer door plate is made of different materials and thickness to analyze the effect on the strength of the door, and we choose the the optimal scheme.Key words:automobile door; strength; FEM0 前言汽车车身作为整车三大总成之一，在整车的设计开发过程中占有极其重要的地位。
基于ABAQUS的某型双前驱三支点电动叉车车架静态强度分析
基于ABAQUS的某型双前驱三支点电动叉车车架静态强度分析张灵晓;乔常鑫【摘要】This paper introduces the frame structure of a new type of three wheel electric with dual front wheel drive, using CATIA to carry out 3D solid modeling of frame,the entity digital model is imported into ABAQUS software environment through STP format,using TIE constraint to deal with welding problem of frame, using ABAQUS/Standard solver to calculate and analyze the strength and rigidity of the key frame of the frame under the limit condition,to provide the relevant basis for the future R&D of new electric forklift products.%介绍了一种新型双前驱三支点电动叉车的车架结构,利用CATIA软件平台,对车架进行三维实体建模,通过中性格式STP文件类型将实体数模导入ABAQUS软件环境中,采用TIE约束处理车架焊接问题,利用ABAQUS/Standard求解器计算分析极限工况下车架关键结构的强度和刚度,为未来电动叉车新产品的研发设计提供相关依据.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)032【总页数】2页(P104-105)【关键词】双前驱三支点电动叉车车架强度;ABAQUS/Standard;有限元分析【作者】张灵晓;乔常鑫【作者单位】陕西铁路工程职业技术学院,渭南714000;陕西汽车集团有限责任公司,西安710200【正文语种】中文【中图分类】TH242电动叉车以电为动力，具有绿色环保、能量转换效率高、运行成本低廉、易操作等特点。
ABAQUS对工作平台总成的强度分析
ABAQUS对工作平台总成的强度分析摘要：本文详细地介绍了应用Abaqus有限元分析工具，对特种天线车辆——工作平台总成工作状态承受各风力等级时工作平台总成的变形和应力分布的分析，我们采用有限元分析的方法，对工作平台总成在要求的风力等级进行了详细分析。
经过进行工作平台总成的强度分析，对Abaqus有限元分析法在特种天线车辆工作平台总成中的作用、使用方法有了更进一步认识。
关键词：工作平台总成；优化工作平台结构；有限元分析；ABAQUS/CAE在机械结构设计中，对所设计的产品结构进行有限元建模分析，理论得到产品在实际工况中的应力、形变情况。
有限元分析方法在各领域得到了广泛应用，在特种产品设计中必须进行各种环境工况下模拟分析计算，通过分析计算减少了产品的设计和分析循环周期，同时也优化了产品的结构，提高了结构的合理性，降低了产品设计成本。
有限元分析通过建立模型起到“虚拟样机” 的作用，在一定程度上可以采信各种性能指标，替代传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的安全性和可靠性，在产品在试制之前通过分析将其潜在的不足进行优化，另外，通过模拟各工况下的试验得出试验的结果，为产品最终试验提供依据，也减少了试验时间和费用。
通过分析优化设计，产品得到了最佳的设计方案，提高了产品的质量、降低了产品成本。
而Abaqus被广泛地认为是功能最强大的基于有限元方法的机械工程模拟软件，其强大的分析能力和模拟复杂结构的可靠性使得在各个行业领域被广泛采用。
1工作平台总成简介工作平台总成承载部分主要由汽车底盘大梁总成、工作平台、基座、翻转支座、电动调平系统、液压系统、行车锁定机构和工作锁定机构等组成，主要用于运输、承载天线设备工作，天线设备固定在翻转支座上，通过液压系统俯仰油缸的展开和收拢使天线设备处于工作或行车状态，各状态通过锁定机构安全锁定。
天线设备工作时工作平台总成的四个电动调平撑腿展开且自动调平。
基于abaqus的后副车架结构分析及优化
副车架概念结构的刚度分析结果如表 １ 所示， 其中下摆臂
副车架前、 后套筒材料采用 Ｑ３４５Ｂ， 厚度为 ３ ０ ｍｍ； 摆臂
横梁、 前横梁加强板和摆臂后点支架材料均采用 ＳＡＰＨ４４０， 厚
的各种力和力矩以及产生的各种振动均通过副车架缓冲再传递
图 １ 后副车架结构
到车身， 降低了振动。 因此， 副车架的强度、 刚度、 模态、 疲
劳极限等对车辆整体的操纵稳定性及安全性起到至关重要的作
用， 提升了乘车舒适性、 底盘强度和操控稳定性， 同时也提高
了装配便利性及设计通用性。
按照副车架本身工艺特性区分， 有冲压焊接和液压成型焊
２ 副车架几何模型的建立
２ １ 网格划分
用 ＵＧ 将副车架模型转换成 ＳＴＰ 格式， 导入到 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ
接两种。 文中介绍的后副车架两种工艺特性均存在。 该副车架
中进行网格划分。 副车架本体的网格采用壳单元， 四边形为主，
由两根液压成型的纵梁和两根冲压成型的横梁以及一些附属支
三角形为辅； 焊缝采用壳单元四边形。 整个网格模型的单元尺
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅａｒ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＢＡＱＵＳ
ＲＯＮＧ Ｊｉａｋｕｎ
（ Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｋｏｎｇｈｕｉ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４５００７， Ｃｈｉｎａ）
一起， 极大缩短了开发周期。
本文作者以某车型后副车架开发作为实例， 对所设计的副
车架结构模型进行 ＣＡＥ 计算机仿真分析， 并结合分析结果，
对结构模型进行优化， 使得设计结构满足技术要求。
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ABAQUS车架强度分析
引言
车架是汽车的重要组成部分，对汽车的结构强度和安全性起着至关重要的作用。
在汽车设计和制造过程中，进行车架的强度分析是必不可少的一环。
本文将介绍使用ABAQUS进行车架强度分析的方法和步骤。
ABAQUS概述
ABAQUS是一种基于有限元分析方法的工程仿真软件，广泛应用于机械、航空
航天和汽车工程等领域。
它可以模拟复杂结构的应力、变形和破坏行为，并能够提供准确的数值解。
车架建模
首先，需要对车架进行几何建模。
可以使用ABAQUS提供的建模工具进行建模，也可以导入其他CAD软件中绘制的车架模型。
在建模过程中，需要注意车架的细
节和几何特征，例如管道、连接点和支撑等。
建模完成后，将车架模型导入ABAQUS进行后续分析。
材料属性定义
在进行强度分析前，需要定义车架材料的力学性质。
这包括材料的弹性模量、
泊松比、屈服强度等参数。
这些参数可以从材料数据手册中获得，也可以通过实验测试获取。
在ABAQUS中，可以通过创建材料属性来定义车架材料特性。
载荷和边界条件
在进行强度分析前，还需要定义施加在车架上的载荷和边界条件。
载荷包括静
载荷和动态载荷，静载荷可以是重力、加速度等，动态载荷可以是冲击、振动等。
边界条件包括固定支撑和约束条件，用于限制车架的运动自由度。
在ABAQUS中，可以通过创建节点荷载和边界条件来定义这些载荷和条件。
网格划分
在进行强度分析前，需要对车架进行网格划分，将其离散为有限个小单元。
划
分精度对分析结果的准确性有重要影响，需要根据实际需要进行合理的网格划分。
在ABAQUS中，可以通过设置网格划分参数来进行网格生成。
强度分析
完成以上准备工作后，可以进行车架的强度分析了。
在ABAQUS中，可以选择适合的分析模型和求解器进行分析。
常用的强度分析方法包括静力学分析、动力学分析和疲劳分析等。
对于车架强度分析，一般采用静力学分析。
在分析过程中，ABAQUS会根据载荷和边界条件，计算车架的应力和变形情况。
结果评估
分析完成后，需要对结果进行评估和解读。
主要关注车架的应力分布和变形程度，以及是否满足设计要求和标准。
可以通过查询ABAQUS求解器输出的结果文件，获取车架各个节点和单元的应力和变形数据，进行分析和对比。
结论
本文介绍了使用ABAQUS进行车架强度分析的方法和步骤。
通过建模、材料定义、载荷和边界条件的设定、网格划分以及强度分析，可以对车架的结构强度和安全性进行评估。
ABAQUS作为一款专业的有限元分析软件，具有强大的建模和分析能力，能够为车架设计和优化提供可靠的仿真结果。