车架有限元分析外文文献翻译

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基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文

基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文

基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文基于HyperMesh的运输车车架有限元分析论文0 引言车架作为车辆重要的承载部分,运输车中多数零部件如:驾驶室,发动机,变速箱,车桥等通常都直接与车架相连接。

在运动过程中,车架还承受各零部件产生的各种力与力矩的影响,承载情况的复杂性要求车架必须有足够的刚度和强度来避免其主体发生变形或者断裂的现象,以保证其安全可靠性及使用寿命。

但是,在以往的设计过程中,设计人员大多采用经验公式进行计算,这种方法并不能精准的计算出车架各部件应力和形变。

本文采用HyperWorks软件对车架结构进行有限元分析,运用Radioss及OptiStuct求解器分析了车架的应力和位移形变分布状态及自由模态分析,利用分析结果验证该车架设计的合理性,对后续的结构优化提供理论依据。

1 车架的几何模型及有限元模型本文以某造船厂运输车车架为研究对象,该车架由型钢焊接而成,两根纵梁为矩形截面型钢,总长9440mm,大梁式,前后等宽,纵梁最大断面尺寸为360mm×140mm×20mm,横梁最大断面尺寸为300mm×140mm×20mm,前后端横梁为Π型槽钢,中间横梁为矩形截面型钢,横梁的长度为920mm。

实际中,车架的形状结构复杂,支撑装置和固定装置多种多样,除几何形体不规则外还存在许多倒圆角和圆孔,如果在建模的过程中将这些细微之处全部考虑在内,就会导致网格的密度很大,单元尺寸极小,节点方程的数量庞大,因而增加求解时间,同时局部的网格质量无法保证,容易导致求解失真。

因此,有必要对车架的结构进行合理的简化,建立合理有效的模型,从而减少分析过程中的计算量,提高计算效率。

运用Pro/E三维建模软件对简化处理后的车架结构进行实体建模,为了避免部分零件出现几何缺陷或数据丢失的情况,我们通常将Pro/E 中建立的模型保存为.iges格式文件,把该格式文件直接导入HyperMesh中进行后续的网格划分。

英文论文翻译

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1 前言在汽车三大总成之中,汽车车身代表着汽车开发的水平,在汽车开发中占有主体地位。

由于在车辆行驶过程中,车身结构会在各种振源的激励下产生振动,若这些振源的激励频率接近了车身整体或局部的固有频率,便会发生共振现象,产生剧烈振动和噪声,甚至造成结构破坏。

因此,为了提高汽车的安全性、稳定性和舒适性,就必须对车身结构的固有频率进行分析,并可以通过对其结构的设计来避开各种振源的激励。

文中就是采用有限元分析的方法,对某车型的车身地板进行模态分析,分析其固有频率及振型,为实际生产提供参考依据。

2 车身地板有限元模型的建立车身地板是典型的凹凸槽板结构,而对其的模拟建模有两种方法,一是按凹凸槽的真实形状建模;二是按照文献中提到的方法,即用在凹凸槽处加加强梁的平板结构来模拟,使加强梁的截面参数与实际结构相一致,文中原始模型采用第一种方法。

2.1建模2.1.1平面问题及薄板弯曲车身地板的CAD模型是在Catia软件里创建完成的。

车身的大部分零件是薄板冲压件,板材的厚度h远小于其平面尺寸。

薄板的变形与载荷的作用方式有关,当载荷平行于中面(平分薄板厚度的平面)且沿厚度方向不变,可认为是平面应力问题;若载荷垂直于中面,则将引起薄板的弯曲变形。

以薄板的中面为x-y平面,垂直于中面的轴为z轴。

在平面应力问题中只有平行于x-y平面的三个应力分量:σσττ=,,x y xy yz这三个分量沿厚度h不变,它们只是x和y的函数,与坐标z无关,而其余分量为零。

平面应力的物理方程为:薄板弯曲变形后,中面由平面变成曲面,称为弹性曲面。

中面内各点在垂直于中面的方向的位移w称为挠度。

当w远小于厚度t时,即满足时,可以认为中面无线应变也无角应变,此时称为薄板弯曲的小挠度问题。

若挠度w接近厚度t的量级,就不能再认为弹性曲面内纤维的长度不变,问题将变为非线性的,这种情况称为薄板弯曲的大挠度问题。

工程中的大部分问题是将薄板的弯曲视为小挠度问题,这样可使问题大大简化。

车身结构轻量化优化设计方法外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

车身结构轻量化优化设计方法外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

到CAE方法它将节省大量的测试成本,及时指导车身的设计结构,提出优化方法; 有限元法已经成为在车身特性设计和分析过程中不可或缺的[3]。

在结构优化过程中,首先,敏感性分析应该是对的以设计变量的灵敏度来确定目标[4]然后根据灵敏度修改设计变量以获得最佳设计目标与约束条件。

设计变量的灵敏度与A轻量级优化方法相关其目标函数是由客观因素的变化来衡量的单位设计变量的变化,灵敏度分析是opti的基础可以根据敏感度进行结构分析,优化结构分析,这将节省大量的计算时间并改进优化因此,在工业中期望提供一种改进的轻型汽车车身结构,特别是车身框架,其保持所需的强度,刚度和稳定性特性,以满足乘客安全和车辆性能标准。

此外,身体结构应当可使用现有技术和材料制造,以实现减轻重量而不增加成本。

此外,主体结构应该能够减少总成分,以进一步降低成本和制造时间。

2灵敏度分析的基本理论从结构分析可以分为动态分析和静态分析两个方面,结构敏感性分析也可以分为动力敏感性分析和静态敏感性分析。

动态灵敏度分析包括特征值灵敏度分析,传递函数灵敏度分析和动态响应敏感性分析。

静态敏感性分析可以是压力,位移等。

对于车辆,灵敏度分析是指车身刚度强度,自由模式和敏感性分析的应变能,部分结构参数包括材料厚度和横截面转动惯量[5 |。

有两种计算灵敏度的方法,推导方法和伴随结构的方法。

直接推导法,是亲由胡力构成R.Kapoor M.P,然后由许多人开发和推广人们在广泛的领域。

直接推导法具有明显的物理意义概念,简单的数学理论方便计算可扩展从一阶敏感度到高阶灵敏度,因此是广泛的在工业领域[6]。

3 BIW扭转刚度分析汽车BIW的有限元模型由769 862组成元素包括三角形元素和四边形元素重量为371.2公斤。

为了比较车辆扭转刚度试验过程中的有限元分析模型需要使用直径为50 mm的梁单元进行模拟测试设备如图有限元边界条件分析模型如图1所示。

3,左右后方的震动塔都很硬点被限制在X,翻译DOF左右前方震动吸收塔受限于X方向DOF。

基于ANSYS的FSAE赛车车架的有限元分析

基于ANSYS的FSAE赛车车架的有限元分析

基于ANSYS的FSAE赛车车架的有限元分析在FSAE(Formula Society of Automotive Engineers)赛车设计中,车架是整个赛车的重要组成部分,其设计与性能至关重要。

有限元分析是一种常用的方法,用于评估车架的结构强度和刚度,并优化设计以满足性能要求。

在进行FSAE赛车车架的有限元分析之前,首先需要创建车架的几何模型。

可以利用CAD软件进行车架的三维建模,确保车架的尺寸和形状准确无误。

几何模型创建完成后,可以导入ANSYS软件中进行有限元分析。

有限元分析的过程中,需要将车架离散成有限的小单元,如梁单元或壳单元,以便进行模拟。

在确定离散单元后,可以设置车架材料的力学性能,如弹性模量、材料屈服强度等。

这些参数对于后续的分析结果非常重要。

有限元分析中,常用的载荷包括静载荷和动载荷。

静载荷是指车架受到的稳定力量,如重力和离心力。

动载荷是指车架在运动过程中所受到的力量,如加速度、转弯力等。

通过分析这些载荷,可以评估车架在不同工况下的应力和位移。

在有限元分析中,有几个常用的分析方法。

首先是静力学分析,用于评估车架在静定力平衡下的应力和变形。

可以通过分析车架的应力云图,了解在不同载荷下车架的应力集中区域。

其次是模态分析,用于评估车架在振动中的固有频率和模态形态。

这对于避免共振和优化车架的动态性能非常重要。

最后是疲劳分析,用于评估车架在长时间运行下的疲劳寿命和耐久性。

这对于确保车架在极端运行条件下的安全性非常重要。

通过有限元分析,可以得到车架的应力、位移、变形等结果。

根据这些结果,可以对车架进行优化设计,以提高其结构强度和刚度。

优化设计的方法包括增加材料的厚度和强度,改变车架的结构形式等。

此外,还可以通过有限元分析,评估不同配置和材料对车架性能的影响,以选择最佳的设计方案。

总之,基于ANSYS的有限元分析是FSAE赛车车架设计的重要工具。

通过分析车架的结构强度和刚度,可以优化设计,提高赛车的性能。

车架有限元分析外文文献翻译

车架有限元分析外文文献翻译

南京林业大学本科毕业设计(论文)外文资料翻译翻译资料名称(外文)Stress analysis of heavy duty truck chassis as apreliminary data for its fatigue life predictionusing FEM翻译资料名称(中文)利用重型载货汽车的有限元应力分析的初步数据预测其疲劳寿命院(系):汽车与交通工程学院专业:机械制造及其自动化(汽车设计方向)姓名:学号:指导教师:完成日期: 2012/5/31利用重型载货汽车的有限元应力分析的初步数据预测其疲劳寿命Roslan Abd Rahman, Mohd Nasir Tamin, Ojo Kurdi马来西亚工程大学机械工程系81310 UTM, Skudai,Johor Bahru摘要本文对一重型货车底盘做了应力分析。

应力分析能够确定零件的最大受力点,是分析零部件疲劳研究和寿命预测的重要手段。

前人已有用商用有限元软件ABAQUS软件对底盘模型进行分析的。

本次研究的底盘长12.35米,宽2.45米,材料是ASTM低合金钢710(3级),屈服极限552MPa,抗拉强度620MPa。

分析结果显示,最大应力点出现在底盘与螺栓连接的空缺处,最大应力为386.9MPa,底盘的疲劳破坏将会从最大应力点开始向车架各部位蔓延。

关键字:应力分析,疲劳寿命预测,货车底盘1.0简介在马来西亚,很多货车的车架寿命都有20多年,20多年架就会有使用安全的问题。

因此,为了确保底盘在工作期间的安全性能,就有必要对底盘作疲劳研究和寿命预测。

利用有限元法作应力分析能够确定受最大应力的关键点,这个关键点是导致底盘疲劳损伤的因素之一。

应力的大小能够预测底盘的寿命,所以可以根据应力分析的结果精确地预测底盘的寿命,应力分析越精确,底盘寿命预测的越合理。

本文是用商用有限元软件ABAQUS 软件完成底盘应力分析的。

汽车工业(汽车总成及各部件)在马来西亚的工业中占据非常重要的地位。

中英文文献翻译—汽车车架的结构

中英文文献翻译—汽车车架的结构

中英文文献翻译—汽车车架的结构The frame is the basic XXX components。

If the frame is too flexible。

it XXX and control。

On the other hand。

if the frame is too rigid。

it can cause unnecessary ns that can be felt by the driver and passengers。

Thus。

the design of the car's frame and XXX the car's noise level。

n strength。

XXX.Car manufacturers use several different frame structures in their n。

One of the most commonly used structures is the shell and girders of n structure。

which has been used since the 1970s。

This structure provides a balance een XXX。

allowing for XXX driving.However。

it is important to note that the frame structure isjust one aspect of a car's overall design。

Other factors。

such asthe engine。

n。

and aerodynamics。

XXX。

car manufacturers must carefully consider all aspects of a car's design to create ahigh-quality and XXX.At present。

ANSYS有限元分析外文文献翻译、中英文翻译

ANSYS有限元分析外文文献翻译、中英文翻译

附录1:外文翻译CAE的技术种类有很多,其中包括有限元法,边界元法,有限差法等。

每一种方法各有其应用的领域,而其中有限元法应用的领域越来越广,现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。

ANSYS软件是融结构、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。

由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAE工具之一。

ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序,可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。

因此它可应用于以下工业领域:航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。

有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。

这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。

有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用,例如用多边形(有限个直线单元)逼近圆来求得圆的周长,但作为一种方法而被提出,则是最近的事。

有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算,并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。

经过短短数十年的努力,随着计算机技术的快速发展和普及,有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域,成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

有限元分析报告报告材料英文文献

有限元分析报告报告材料英文文献

有限元分析报告报告材料英文文献The Basics of FEA Procedure有限元分析程序的基本知识2.1 IntroductionThis chapter discusses the spring element, especially for the purpose of introducing various concepts involved in use of the FEA technique.本章讨论了弹簧元件,特别是用于引入使用的有限元分析技术的各种概念的目的A spring element is not very useful in the analysis of real engineering structures; however, it represents a structure in an ideal form for an FEA analysis. Spring element doesn’t require discretization (division into smaller elements) and follows the basic equation F = ku.在分析实际工程结构时弹簧元件不是很有用的;然而,它代表了一个有限元分析结构在一个理想的形式分析。

弹簧元件不需要离散化(分裂成更小的元素)只遵循的基本方程F = ku We will use it solely for the purpose of developing an understanding of FEA concepts and procedure.我们将使用它的目的仅仅是为了对开发有限元分析的概念和过程的理解。

2.2 Overview概述Finite Element Analysis (FEA), also known as finite element method (FEM) is based on the concept that a structure can be simulated by the mechanicalbehavior of a spring in which the applied force is proportional to the displacement of the spring and the relationship F = ku is satisfied.有限元分析(FEA),也称为有限元法(FEM),是基于一个结构可以由一个弹簧的力学行为模拟的应用力弹簧的位移成正比,F = ku切合的关系。

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南京林业大学本科毕业设计(论文)外文资料翻译翻译资料名称(外文)Stress analysis of heavy duty truck chassis as apreliminary data for its fatigue life predictionusing FEM翻译资料名称(中文)利用重型载货汽车的有限元应力分析的初步数据预测其疲劳寿命院(系):汽车与交通工程学院专业:机械制造及其自动化(汽车设计方向)姓名:学号:指导教师:完成日期: 2012/5/31利用重型载货汽车的有限元应力分析的初步数据预测其疲劳寿命Roslan Abd Rahman, Mohd Nasir Tamin, Ojo Kurdi马来西亚工程大学机械工程系81310 UTM, Skudai,Johor Bahru摘要本文对一重型货车底盘做了应力分析。

应力分析能够确定零件的最大受力点,是分析零部件疲劳研究和寿命预测的重要手段。

前人已有用商用有限元软件ABAQUS软件对底盘模型进行分析的。

本次研究的底盘长12.35米,宽2.45米,材料是ASTM低合金钢710(3级),屈服极限552MPa,抗拉强度620MPa。

分析结果显示,最大应力点出现在底盘与螺栓连接的空缺处,最大应力为386.9MPa,底盘的疲劳破坏将会从最大应力点开始向车架各部位蔓延。

关键字:应力分析,疲劳寿命预测,货车底盘1.0简介在马来西亚,很多货车的车架寿命都有20多年,20多年架就会有使用安全的问题。

因此,为了确保底盘在工作期间的安全性能,就有必要对底盘作疲劳研究和寿命预测。

利用有限元法作应力分析能够确定受最大应力的关键点,这个关键点是导致底盘疲劳损伤的因素之一。

应力的大小能够预测底盘的寿命,所以可以根据应力分析的结果精确地预测底盘的寿命,应力分析越精确,底盘寿命预测的越合理。

本文是用商用有限元软件ABAQUS 软件完成底盘应力分析的。

汽车工业(汽车总成及各部件)在马来西亚的工业中占据非常重要的地位。

随着东盟自由贸易区的贸易自由化发展,当地的汽车制造商和供应商应该顺应汽车及其零部件的世界级标准要求,比如噪声和振动就有相应的标准。

马来西亚的汽车工业主要是依赖于国外的技术,而底盘是实现汽车轻量化的关键结构,所以底盘大多从国外进口。

为了改变这种趋势,有必要建立发展马来西亚自己的底盘设计产业,这是对底盘进行研究的目标。

底盘车架是汽车的装配基体和承载基体,支承着汽车的各个总成及零部件,如车轴,悬架系统,传动系,驾驶室及拖挂部件等,并将它们整合成一部完整的汽车。

货车的底盘经常受到静载荷,动载荷以及周期性载荷。

静载荷主要是车厢质量、货物及乘客,底盘的动载荷是由于货车的运动产生的,而发动机的振动和路面的不平整将会产生周期载荷。

现有的底盘设计通常是基于静载荷的分析,设计的重点是底盘的强度结构设计,以支承施加在底盘上的载荷。

然而货车底盘的受力复杂,包括静载、动载和疲劳破坏方面。

据估计,85%到90%的货车底盘的结构破坏是由疲劳破坏引起的[1]。

因此,货车底盘的动态和疲劳分析是很重要的。

为了获得底盘的动态和疲劳工况的情况,就要确定各个零部件,如发动机、悬架、变速器等的支承点,并对其优化。

许多研究人员都曾研究过货车底盘。

Karaoglu and Kuralay曾用铆接的连接方式对底盘所有限元应力分析[2]。

研究数据表明,局部增大纵梁的厚度可以减小边梁的应力,如果不能增大变量的厚度,增加接触面的面积也可以减小应力。

Fermer et al用高级疲劳分析软件MSC/Fatigue软件对沃尔沃双燃料车S10做了疲劳寿命分析[3],Conle and Chu对复杂的底盘结构的疲劳分析和局部的应力应变分布做了研究[4],Ferreira et al研究了汽车零部件耐久性的结构优化问题[5],Fermér and Svensson研究了工业上焊接的汽车结构的铁基寿命预测问题[6]。

Filho et.al.考虑到小规模生产的经济可行性,结合适当的动载荷和结构特性对一越野车底盘做了设计分析和优化设计[7]。

研究表明,增大底盘的抗扭刚度,维持车架重心位置不变可以用来优化越野车结构,这样,底盘车架结构的总质量得到优化,结构也跟简单,生产成本也少了。

Cosme et al利用计算机辅助设计和工程软件代码Pro/E,ADAMS and ANSYS 模拟了改变设计对货车车架的影响[8]。

Chiewanichakorn et al用试验得到的有限元模型,将已破坏的混凝土桥面替换为FRP 钢板,分析了桁架桥[9]。

结果数据表明,修复过后,桥的疲劳寿命是修复前钢筋混凝土桥面的两倍,在货车交通研究数据的基础上,桥面载荷及ERP钢板系统的应力范围在无限疲劳寿命范围中,即在其使用期间不会有桁架和地板系统的疲劳破坏现象。

Ye 和Moan已经用有限元分析法分析了铝制框加强筋的车架静态和疲劳特性[10],改变车架切割形状和相应的焊接过程,同时得到足够的疲劳强度,这样就能够减小制造成本,并且解决连接问题。

利用铁的疲劳可以确定可能产生疲劳裂纹的关键点,并能预测门铰链系统的寿命[11]。

本次研究中,对重型载货汽车施加静载荷,对其做应力分析,确定产生疲劳裂纹的危险点位置,以此作为该车架的疲劳寿命预测的备用数据。

2.0货车车架的有限元分析2.1 有限元法基本概念有限元分析法是一种计算机辅助技术,用来获得工程中边值问题的近似解。

简言之,边值问题是一个数学问题,其中一个或是多个应变量必须要满足一个自变量范围已知的微分方程,还要满足特定的边界条件[12]。

有限元法的通俗解释是将一个结构离散成无数个单元(结构碎片),用简单的方法描述每个单元,然后用节点加各个单元重新连接起来,就像这些点是针脚或者点滴粘贴在一起形成各个单元(如图1所示)。

这样就会产生一系列的同步代数方程。

在分析应力时,这些方程式是节点的平衡方程,这样就会有数百甚至数千个这种方程,那么电脑的硬件要求就较高[13]。

图1 二维轮齿的网格,所有的节点和单元都在纸平面内2.2 有限元法一般步骤有限元法可以分析一些物理问题,包括结构分析、流体分析、热传递和其他问题,分析这些问题有些通用的步骤,这些步骤通常包括一些商用有限元分析软件。

主要有三大步骤,即前处理模块、求解模块和后处理模块。

前处理模块要建立模型,这是必要的,如果发生了错误,就不会有完美的计算机有限元求解结果。

这一步骤包括:定义问题的几何域,所需的单元类型,单元的材料属性,单元的几何性质(长度、面积等等),单元的连通性(网格划分),物理约束(边界条件)和加载。

接下来就是求解,在这一步骤中,以矩阵方式列出的控制代数方程和未知的主变量是合成的,用计算结果回带求得其他派生变量,如反应力,单元应力和热流量。

这一步骤要进行矩阵计算,数值积分,方程求解,这些都是由软件自动解决的。

最后是后处理模块,对结果进行分析和评估。

在这一部中,可以完成的操作包括按单元应力的大小分类,检查平衡,计算安全因素,绘制结构的变形形状,以动画的形式显示模型,以不同的颜色显示温度的分布。

大型软件都会有一个前处理模块和后处理模块来完成分析,这两个模块都可以和其他的软件相同。

前期处理和后期处理根据不同的项目会有各自的程序。

2.3 货车的定义和分类货车是一种重型机动车辆,是用来承载货物的。

货车的另一种定义是用来牵引的激动车辆。

对货车的其他定义将根据货车的类型变化,例如自动倾卸卡车的货物可以作清空处理,车前端的平台末端就可以有空气作用被升起,此时载荷通过重力施加。

房车或拖车有两种分类,一种是根据重量分类,由美国政府定的从1级到8级,如表1和表2所示;第二种是更为广泛的分类:轻型载重汽车;中型载重汽车和重型载重汽车。

表1 货车分类及等级表2 制造商的货车分类注:总质量额定值:制造商指定的质量作为一辆车的最大装载质量(货车加货物)。

2.4 货车车架模型该模型如图2所示。

模型长12.35m,宽2,45m,材料为ASTM低合金钢710(3级),屈服极限552MPa,抗拉强度620MPa。

车架的其他属性见表3。

图2 货车底盘模型2.5 加载货车模型承受来自车身和货物的静载荷,该车的最大装载质量为36000kg,假设由最大载质量求得一个总的压力,将这个压力平均的分配到货物和底盘上表面的接触面上,具体的加载如图3所示,底盘上表面的压强为67564.6N/m2 。

图3 静载荷(压强为67564.6N/m2)2.6边界条件本模型有3个边界条件。

第一个施加在底盘前端,第二和第三个边界条件在底盘的后端,如图4所示。

第一个边界条件是固定的(约束有轴的平移自由度,释放所有轴的旋转自由度),底盘与驾驶室的接触条件如图5(a)所示。

车架与车轴间由弹簧连接,将货物和底盘的重量传递到车轴上,所以第二个边界条件施加在底盘与弹簧上端连接的地方。

第二个边界条件如图5所示,平移自由度只约束在轴2上,所有轴的旋转自由度都释放。

第三个边界条件施加在底盘孔的内表面和螺栓的外表面的接触面处,在ABAQUS软件中,这种接触是相互作用的,本文中的相互作用是面与面之间的摩擦作用。

此时,螺栓所在的轴的平移自由度和旋转自由度都为零,称为固定约束。

假定螺栓都是刚性元件,故螺栓选用杨氏模量很高的材料。

图4 模型的约束图5 实物的约束注:a——第一个边界条件,b、c——第二个边界条件,d——第三个边界条件3.0 分析结果及讨论在等效应力云图中,最大应力点在底盘开孔的地方,即与螺栓接触的地方,如图6所示,最大应力为386.9MPa,最大应力点在86104单元和16045节点上。

底盘开孔处的内表面与非常坚硬的螺栓接触。

第三个边界条件也是固定约束,因此会产生一个很大的应力。

基于静态安全系数理论,取安全系数为1.43,由安全系数公式得:安全系数=极限应力/许用应力(1)图6 等效应力云图及最大应力点Vidosic建议根据结构的载荷和材料选取一些安全系数,对于一些常用的材料,当载荷很容易确定时,安全系数可以取1.5到2。

基于分析结果,为了得到底盘精确的安全系数值,有必要减小最大应力值,因此对底盘结构进行修改以提高安全系数,尤其是在临界点区。

底盘的位移和最大位移点如图7所示,最大位移为4.995mm,位于底盘中部,最大的偏转在第一个边界条件和第二个边界条件的中部。

为了验证分析结果,最大应力发生在第一个边界条件和第二个边界条件之间,这一部分可以近似的简化为一维的简支梁结构,在其中点施加集中力载荷,用施加在中点的集中力代替均匀分布在梁上的压力,这一力的大小等于压强的大小乘以受到压力的所有面的面积,求得结果与分析结果近似。

计算求得的结果表明,这个简支梁的应变点在梁的中部,大小为:(2)图7 应变分布云图及最大应变点位置模拟结果的最大应变值为4.99mm,比数值分析计算结果大11.2%。

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