基于ansys的汽车车架可靠性分析研究.doc
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基于ansys的汽车车架可靠性分析研究,约三万八千余字摘要本文以长春一汽轻型车厂生产的华凯牌ca5160clxyk28l5be3a型仓栅运输车车架为研究对象，对其进行了静力和模态分析，在此基础上研究了车架的可靠性。车粿@叽缭诤幽厦牌涔愠〔獾茫恍┲匾问ü绮榈谩３导苁堤迥Ｐ驮趐ro/e中装配，然后通过接口导入ansys中。本文首先建立了以实体单元为...
内容介绍
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约三万八千余字
摘 要
本文以长春一汽轻型车厂生产的华凯牌CA5160CLXYK28L5BE3A型仓栅运输车车架为研究对象，对其进行了静力和模态分析，在此基础上研究了车架的可靠性。车粿@叽缭诤幽厦牌涔愠〔獾茫恍┲匾问ü绮榈谩３导苁堤迥Ｐ驮赑ro/E中装配，然后通过接口导入ANSYS中。
本文首先建立了以实体单元为基本单元的车架有限元模型，在此模型基础上进行弯曲和弯扭联合工况分析，得到了车架各工况下的应力分布，然后对车架进行模态分析，得到车架的各阶固有频率和固有振型，为以后的高级动应力分析做准备。最后，根据这些计算结果，找出车架最容易破坏的地方，通过这一部分的可靠度研究来分析整个车架的可靠性。
目前人们对使用这种方法进行的车架分析已有很多研究，但是对使用这种方法进行车架分析的过程及一些注意问题研究的还很少，所以就会导致刚入门的一些工程人员使用这种方法进行分析时走很多弯路，甚至得到的结果是错误的。
本文通过对车架有限元结构分析来讲述分析的过程及注意事项，为有限元分析技术应用于车架设计提供了一种规范化的过程与步骤。
关键词 Pro/E；ANSYS；静力分析；模态分析；可靠性
Study on Reliability of Frame Based on ANSYS
ABSTRACT
In this paper, the static and modal of Changchun FAW Light Vehicle Production Huakai brand CA5160CLXYK28L5BE3A type truck frame is analyzed. Frame size is measured in Henan famous Auto Plaza, some important parameters through the network to look up. Frame solid model is assembled in Pro / E, and then imported into ANSYS.
Frame FEM computation model taking solid as basic unit is established. Based on this model, firstly, static is analyzed and the stress distribution of frame under various static working condition is attained; secondly, modal analysis of frame is carried out and natural frequency and modes of this frame is received， the dynamic stress analysis of future high-level preparation. Finally, according to the results, identify the most easily damaged parts of the frame, and then to eva luate the reliability of this part of the reliability of the entire frame.
Now people use this method of frame analysis has been a lot of research, however, the use of this method should be noted that very few people still study area, it will lead to a number of engineers has just started to use this method of analysis, taking many detours, and even the results obtained is wrong.
Based on the frame finite element analysis to describe the process of analysis and attention are matters for the finite element analysis technology to provide a standardized frame design process and steps.
Keywords Pro / E; ANSYS; static analysis; modal analysis; reliability
目 录
中文摘要
英文摘要
1 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 论文选题的意义与目的 1
1.2.1 论文选题的意义 1
1.2.2 论文选题的目的 2
1.3 有限元法在车架结构设计中的应用现状及问题 2
1.3.1 车架结构设计与分析的概述 2
1.3.2 车架结构有限元模型的形式 2
1.3.3 有限元法在车架结构分析中存在的问题 3
1.4本文的主要研究内容 3
2 ANSYS软件的介绍 4
2.1 ANSYS的主要功能 4
2.2 ANSYS提供的分析类型 4
2.3 ANSYS的典型分析步骤 5
2.3.1 建立有限元模型 5
2.3.2 加载求解 6
2.3.3 查看求解结果 7
2.4本章小结 7
3 车架实体模型的建立 8
3.1 车架总体介绍 8
3.2 Pro/Engineer基本功能 8
3.3 模型的简化 9
3.5 Pro/E使用经验 13
3.6 本章小结 15
4 车架有限元模型的建立 16
4.1 Pro/E和ANSYS的连接 16
4.2 单位转换 17
4.2.1 单位转换的原因 17
4.2.2 单位制问题解决的办法 17
4.3 模型的导入 19
4.4 有限元模型的建立 19
4.5 Booleans运算 22
4.5.1 未进行Booleans运算的分析结果 22
4.5.2 Booleans运算命令的选择 25
4.6干涉问题 25
4.6.1 装配体中有零件干涉将会出现的问题 26
4.6.2 装配体中零件间发生干涉后的解决方法 29
4.7由于镜像命令而引起的模型损失问题 31
4.7.1 模型损失问题的描述 31
4.7.2 模型损失问题的解决办法 32
4.8本章小结 32
5 车架静力分析 33
5.1 车架结构有限元分析的类型 33
5.2 SOLID92单元简介 33
5.3 汽车弯曲工况的分析 34
5.3.1 求解 34
5.3.2 后处理 38
5.4 汽车弯扭联合工况的分析 40
5.4.1 求解 40
5.4.2 后处理 42
5.5 车架ANSYS静力分析经验 43
5.5.1 对象选择问题 43
5.5.2 施加面力问题 44
5.5.3 重力的方向问题 44
5.5.4 划分网格问题 44
5.5.5 单独查看某个零件结果的难题 45
5.6 本章小结 46
6 车架模态分析 47
6.1 模态分析的理论基础 47
6.2 车架模态分析的类型 48
6.3 两种状态时的结果对比分析 52
6.3.1 两种状态时的固有频率 52
6.3.2 两种状态下车架的前十阶振型对照图 53
6.4 模态分析中的约束问题 64
6.5 模态分析中要不要考虑重力 65
6.7 本章小结 66
7 可靠性分析 67
7.1 可靠性概述 67
7.1.1 可靠性发展简史 67
7.1.2 现阶段可靠性工作的特点 67
7.1.3 国内可靠性研究现状 67
7.2 常规设计与可靠性设计 67
7.3 ANSYS可靠性分析功能 68
7.3.1 蒙特卡罗法 68
7.3.2 响应面法 69
7.3.3 可靠性分析一般步骤 70
7.4 车架可靠性 70
7.4.1 该分析的假设 70
7.4.2 变量的确定 70
7.4.3 纵梁可靠性分析过程 71
7.5 本章小节 78
8 论文总结 79
8.1 所做的工作 79
8.2 需要进一步改进的地方 79
致 谢 80
参考文献 81
参考文献
[1] 孙启会,闵鹏.有限元法在汽车车架分析中的应用[J]...
摘 要
本文以长春一汽轻型车厂生产的华凯牌CA5160CLXYK28L5BE3A型仓栅运输车车架为研究对象，对其进行了静力和模态分析，在此基础上研究了车架的可靠性。车粿@叽缭诤幽厦牌涔愠〔獾茫恍┲匾问ü绮榈谩３导苁堤迥Ｐ驮赑ro/E中装配，然后通过接口导入ANSYS中。
本文首先建立了以实体单元为基本单元的车架有限元模型，在此模型基础上进行弯曲和弯扭联合工况分析，得到了车架各工况下的应力分布，然后对车架进行模态分析，得到车架的各阶固有频率和固有振型，为以后的高级动应力分析做准备。最后，根据这些计算结果，找出车架最容易破坏的地方，通过这一部分的可靠度研究来分析整个车架的可靠性。
目前人们对使用这种方法进行的车架分析已有很多研究，但是对使用这种方法进行车架分析的过程及一些注意问题研究的还很少，所以就会导致刚入门的一些工程人员使用这种方法进行分析时走很多弯路，甚至得到的结果是错误的。
本文通过对车架有限元结构分析来讲述分析的过程及注意事项，为有限元分析技术应用于车架设计提供了一种规范化的过程与步骤。
关键词 Pro/E；ANSYS；静力分析；模态分析；可靠性
Study on Reliability of Frame Based on ANSYS
ABSTRACT
In this paper, the static and modal of Changchun FAW Light Vehicle Production Huakai brand CA5160CLXYK28L5BE3A type truck frame is analyzed. Frame size is measured in Henan famous Auto Plaza, some important parameters through the network to look up. Frame solid model is assembled in Pro / E, and then imported into ANSYS.
Frame FEM computation model taking solid as basic unit is established. Based on this model, firstly, static is analyzed and the stress distribution of frame under various static working condition is attained; secondly, modal analysis of frame is carried out and natural frequency and modes of this frame is received， the dynamic stress analysis of future high-level preparation. Finally, according to the results, identify the most easily damaged parts of the frame, and then to eva luate the reliability of this part of the reliability of the entire frame.
Now people use this method of frame analysis has been a lot of research, however, the use of this method should be noted that very few people still study area, it will lead to a number of engineers has just started to use this method of analysis, taking many detours, and even the results obtained is wrong.
Based on the frame finite element analysis to describe the process of analysis and attention are matters for the finite element analysis technology to provide a standardized frame design process and steps.
Keywords Pro / E; ANSYS; static analysis; modal analysis; reliability
目 录
中文摘要
英文摘要
1 绪论 1
1.1 课题的背景 1
1.2 论文选题的意义与目的 1
1.2.1 论文选题的意义 1
1.2.2 论文选题的目的 2
1.3 有限元法在车架结构设计中的应用现状及问题 2
1.3.1 车架结构设计与分析的概述 2
1.3.2 车架结构有限元模型的形式 2
1.3.3 有限元法在车架结构分析中存在的问题 3
1.4本文的主要研究内容 3
2 ANSYS软件的介绍 4
2.1 ANSYS的主要功能 4
2.2 ANSYS提供的分析类型 4
2.3 ANSYS的典型分析步骤 5
2.3.1 建立有限元模型 5
2.3.2 加载求解 6
2.3.3 查看求解结果 7
2.4本章小结 7
3 车架实体模型的建立 8
3.1 车架总体介绍 8
3.2 Pro/Engineer基本功能 8
3.3 模型的简化 9
3.5 Pro/E使用经验 13
3.6 本章小结 15
4 车架有限元模型的建立 16
4.1 Pro/E和ANSYS的连接 16
4.2 单位转换 17
4.2.1 单位转换的原因 17
4.2.2 单位制问题解决的办法 17
4.3 模型的导入 19
4.4 有限元模型的建立 19
4.5 Booleans运算 22
4.5.1 未进行Booleans运算的分析结果 22
4.5.2 Booleans运算命令的选择 25
4.6干涉问题 25
4.6.1 装配体中有零件干涉将会出现的问题 26
4.6.2 装配体中零件间发生干涉后的解决方法 29
4.7由于镜像命令而引起的模型损失问题 31
4.7.1 模型损失问题的描述 31
4.7.2 模型损失问题的解决办法 32
4.8本章小结 32
5 车架静力分析 33
5.1 车架结构有限元分析的类型 33
5.2 SOLID92单元简介 33
5.3 汽车弯曲工况的分析 34
5.3.1 求解 34
5.3.2 后处理 38
5.4 汽车弯扭联合工况的分析 40
5.4.1 求解 40
5.4.2 后处理 42
5.5 车架ANSYS静力分析经验 43
5.5.1 对象选择问题 43
5.5.2 施加面力问题 44
5.5.3 重力的方向问题 44
5.5.4 划分网格问题 44
5.5.5 单独查看某个零件结果的难题 45
5.6 本章小结 46
6 车架模态分析 47
6.1 模态分析的理论基础 47
6.2 车架模态分析的类型 48
6.3 两种状态时的结果对比分析 52
6.3.1 两种状态时的固有频率 52
6.3.2 两种状态下车架的前十阶振型对照图 53
6.4 模态分析中的约束问题 64
6.5 模态分析中要不要考虑重力 65
6.7 本章小结 66
7 可靠性分析 67
7.1 可靠性概述 67
7.1.1 可靠性发展简史 67
7.1.2 现阶段可靠性工作的特点 67
7.1.3 国内可靠性研究现状 67
7.2 常规设计与可靠性设计 67
7.3 ANSYS可靠性分析功能 68
7.3.1 蒙特卡罗法 68
7.3.2 响应面法 69
7.3.3 可靠性分析一般步骤 70
7.4 车架可靠性 70
7.4.1 该分析的假设 70
7.4.2 变量的确定 70
7.4.3 纵梁可靠性分析过程 71
7.5 本章小节 78
8 论文总结 79
8.1 所做的工作 79
8.2 需要进一步改进的地方 79
致 谢 80
参考文献 81
参考文献
[1] 孙启会,闵鹏.有限元法在汽车车架分析中的应用[J]...
