《现代汽车设计方法 教学课件 ppt 作者 李胜琴 第四章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代汽车设计方法 教学课件 ppt 作者 李胜琴 第四章（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章,有限元法,第一节 引 言,现代设计方法包括设计分析、结构设计、试验分析和使用考验四个阶段，每个阶段都利用计算机的不同功能来实现。结构设计阶段的目的是要保证一个承受载荷的零部件，在各种运行条件下，其内应力和变形须保持在容许的范围内。此外，还希望所选定的方案在选用材料、构件重量、工艺方法等技术限制内达到最佳状态，即优化设计。因此，通常是利用计算机和借助近代一些数学、力学工具来做大量的结构组合和分析研究工作，包括对多种方案的分析比较。用计算机对产品结构进行分析，或对设计方案进行评价、比较，一般借助所建立的反映结构（或设计方案）这一现象特征的数学模型来完成。当前在这方面所采用的基本分析方法是应
2、用范围极广泛的有限元法。,第二节 有限元法概述,有限元常用术语 1. 单元 2. 节点 3. 载荷 4边界条件 5初始条件,第二节 有限元法概述,有限元法的解题步骤 单元划分和插值函数的确定 单元特性分析 单元组集 解有限元方程 计算应力,第三节 有限元分析软件简介,ANSYS软件提供的分析类型 结构静力分析 结构动力学分析 结构非线性分析 动力学分析 热分析 电磁场分析 流体动力学分析 声场分析 压电分析,第三节 有限元分析软件简介,软件主要包括三个部分 前处理模块 实体建模 网格划分 分析计算模块 包括结构分析、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析 后处理模
3、块 将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。,第三节 有限元分析软件简介,ANSYS软件与ABAQUS、ADINA的对比分析 在世界范围内的知名度 应用领域 性价比 求解器功能 人机交互界面 建模方式 网格划分 综合性能对比,第四节 汽车车架的静态分析,汽车车架大多数由薄壁型钢焊接或铆接而成，槽钢是常用的一种型钢，由于载荷常不通过薄壁型钢截面的弯曲中心，汽车车架在载荷作用下不仅要发生弯曲变形，而且还要发生扭转变形。薄壁杆件的抗扭性能较差，当汽车在高低不平的道路上行
4、驶时，车架要在更加严重的扭转变形情况下工作，所以分析计算车架强度时，必须考虑薄壁杆件的扭转变形。,第四节 汽车车架的静态分析,一、力学模型 为了提高计算精度，根据下列原则确定节点并划分单元： 1）车架纵横梁的连接点，汽车驾驶室、转向机、水箱、发动机、备胎、油箱等各总成及横梁在纵梁上的作用点。 2）所有集中载荷及支反力作用点。 3）断面高度连续变化的区段，以若干个阶梯状梁单元代替。针对某型车架，根据以上的模型简化原则，将车架划分成46个单元，41个节点，,第四节 汽车车架的静态分析,图4-1某车架有限元计算模型,第四节 汽车车架的静态分析,二、各种工况下的静力分析 纯弯工况下 节点载荷分布,第四
5、节 汽车车架的静态分析,二、各种工况下的静力分析 纯弯工况下 计算单元的应力分量,第四节 汽车车架的静态分析,二、各种工况下的静力分析 纯弯工况下 纯弯工况下应力随车架长度的变化曲线,第四节 汽车车架的静态分析,二、各种工况下的静力分析 纯弯工况下 纯弯工况下静变形图,第五节ANSYS软件在汽车驱动桥壳设计中的应用,一、驱动桥载荷分析,1垂向载荷工况 2纵向载荷工况 3侧向载荷工况,第五节ANSYS软件在汽车驱动桥壳设计中的应用,驱动桥壳实体模型与有限元模型,驱动桥壳的实体模型,驱动桥壳在ANSYS中的实体模型,第五节ANSYS软件在汽车驱动桥壳设计中的应用,带网格的驱动桥壳模型,添加约束和压力后的驱动桥壳模型,添加约束及受力,第五节ANSYS软件在汽车驱动桥壳设计中的应用,图像输出及应力分析,单元完整图像输出,完整节点受力图,
