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 201102120418
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
设计（论文）各阶段名称起止日期
2014.11.20～2015.1.20 查阅资料,进行调研,完成开题报告，文献综述和外
1
文翻译
2 掌握基本原理和初步研究方案设计2015.3.1～2015.3.25
3 建立有限元模型及得到结果2015.3.26～2015.4.20
4 书写毕业设计论文，并送给指导教师评阅2015.4.21～2015.5.15
5 修改毕业设计、评阅教师评阅、修改并准备答辩2015.5.16～2015.5.30
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。
指导教师意见：
指导教师签名：
年月日
学科意见：
开题报告答辩结果：□通过□不通过
学科负责人签名：
年月日
1前言 车架是汽车的主要部件。深人解车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础。过去汽车设计多用样车作参考,这种方法不仅费用大,试制周于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析期长,而且也不可能对多种方案进行评价。现代车架设计已发展到包括有限元法、优化、动态设计等在内的计算机分析、预测和模拟阶段。计算机技术与现代电子测试技术相结合已成为汽车车架研究中十分行之有效的方法。实践证明,有限元法是一种有效的数值计算方法,利用有限元法计算得到的结构位移场、应力场和低阶振动频率可作为结构设计的原始判据或作为结构改进设计的基础。 2车架的静态分析 2.1力学模型的选择 有限元分析的基本思想,是用一组离散化的单元组集,来代替连续体机构进行分析,这种单元组集体称之为结构的力学模型;如果已知各个单元体的力和位移(单元的刚度特性),只需根据节点的变形连续条件与节点的平衡条件,来推导集成结构的特性并研究其性能。有限元的特点是始终以矩阵形式来作为数学表达式,便于程序设计,大量工作是由电子计算机来完成,只要计算机容量足够,单元的剖分可以是任意的,对于任何复杂的几何形状,多样化的载荷和任意的边界条件都能适应。然而,由于有限元是一种数值分析方法,计算结果是近似解,其精度主要取决于离散化误差。如果结构离散化恰当,单元位移函数选取合理,随着单元逐步缩小,近似解将收敛于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析工作的第一步目前采用有限元分析模型一般有如下两种:梁单元模型和组合模型等。梁单元模型是将车架结构简化为由一组两节点的梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。其优点是:划分的单元数目和节点数目少,计算速度快而且模型前处理工作量不大,适合初选方案。其缺点是:无法仔细分析车架应力集中问题,因而不能为车架纵、横梁连接方案提供实用的帮助。组合单元模型则是既采用梁单元也采用板壳单元进行离散。在实际工程运用中,由于车架是由一系列薄壁件组成的结构,且形状复杂,宜离散为许多板壳单元的组集,其缺点是前处理工作量大,计算时间长,然而随着计算机技术的不断发展,这个问题已得到了较好的解决,而且由于有大型有限元软件支撑,巨大的前处理工作量绝大部分可由计算机完成,也不是制约板壳元模型实际运用的困难了。这种模型使得对车架的分析计算更为精确,能为车架设计提供更为有利的帮助。 2.2车架的计算方法 汽车车架的主要结构形式为边梁式车架,货车车架纵梁截面多为槽形,横梁截面可为槽
目录 一结构简介 (1) 二计算载荷工况 (2) 三有限元模型 (5) 四静强度分析结果 (10)
一、结构简介 本次作业以某转向架构架为几何模型，进行静强度分析，下图为本次计算针对的某型转向架几何模型，结构上由侧架、摇枕、转臂座、齿轮箱吊挂、轴箱吊挂、一系减震器座等组成。整个计算主要分为网格划分和静强度计算两个过程。 图1 某型转向架几何模型（a） 图2 某型转向架几何模型（b） 二、计算载荷工况
根据要求，对转向架采取如下的加载方式： 1、约束 图3 约束要求 如下的局部视图中圈出处即为所加的约束之一； 图4 模型中所加约束之一 在此点出建立Z 方向的 位移约束 在此点出建立X 、Z 方 向的位移约束 在此点出建立X 、Y 、Z 方向的位 移约束 在此点出建立Y 、Z 方 向的位移约束
2、载荷 图5 受力要求 模型中加载作用力的局部视图如下（注：图中坐标系中红色为X 轴，绿色为Y 轴，蓝色为Z 轴）； 图6 Z 轴正向26.2kN 的力 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴负方向 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴正方向 在此处加45.6KN 的力，力的方向为X 轴正方向中心销半圆内部分（Z 方向距上盖板80mm,距下盖板131mm ，X 方向距离圆心7mm ）
图7 Z轴负向26.2kN的力 图8 中心处加载X轴正向45.6kN的力计算工况如下表1所示 表1 工况 工况 横向 （X向） 纵向 （Y 向） 垂向 （Z向） 1 -- -- +
整个模型由两类网格组成：构架采用壳网格单元建立模型，转臂座构件采用六面体网格建立模型；其中壳网格单元以四边形网格为主。有限元模型重量为1422.015kg，结点总数为81382，单元总数为74991。有限元模型如图9~12所示。 图9 壳单元模型（1/4模型） 图10 转臂座实体网格模型
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 201102120418 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
浙江大学研究生学位论文编写规则 为规范我校研究生学位论文编写格式，根据《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》(GB/T 7713-1987)和《学位论文编写规则》(GB/T 1.1—2000----审批版)，制定本研究生学位论文编写规则。 1 学位论文基本结构： 学位论文基本结构包括前臵部份、主体部份和结尾部份。 1.1 前臵部份包括： (1) 封面 (2) 题名页 (3) 英文题名页（硕士可省略） (4) 独创性声明（知识产权声明？） (5) 勘误页(可根据需要) (6) 致谢 (7) 序言或前言(可根据需要) (8) 摘要页 (9) 目次页 (10) 插图和附表清单（(可根据需要)） (11) 缩写、符号清单、术语表（(可根据需要)） 1.2主体部份： (1) 引言（绪论） (2) 正文 (3) 结论 1.3 结尾部分： (1) 参考文献
(2) 附录(可根据需要) (3) 索引(根据需要) (4) 作者简历及在学期间所取得的科研成果 (5) 封底 2 编写规范与要求 2.1 前臵部份 2.1.1 封面：封面包括分类号、密级、单位代码、作者学号、校名、学校徽标、学位论文中文题目、英文题目、作者姓名、导师姓名、学科和专业名称、提交时间等内容(见附件1：学位论文封面样式）。 分类号：按中国图书分类法，根据学位论文的研究内容确定。 密级：仅限于涉密学位论文（论文课题来源于国防军工项目）填写，密级应根据涉密学位论文确定，分绝密、机密和秘密三级，并注明保密期限。非涉密学位论文不得填写密级。 单位代码：10335。 作者学号：全日制和在职攻读专业学位者填写学号，同等学力申请学位人员填写申请号。 论文题目：应准确概括整个论文的核心内容，简明扼要，一般不能超过25个汉字，英文题目翻译应简短准确，一般不应超过150个字母，必要时可以加副标题。 学科和专业名称：必须按国家研究生培养的学科专业目录，规范填写。 2.1.2 题名页：题名页应包括：学位论文中英文题目，学位论文导师及作者本人签名，学位论文评阅人姓名、职称和单位等信息（隐名评阅除外），学位论文答辩委员会主席及成员姓名、职称和单位，学位论文答辩日期等（详见附件2题名页样式）。 2.1.3 英文题名页：中文题名页相对应的英文翻译。 2.1.4 独创性声明：（见附件3浙江大学研究生学位论文独创性声明）。 2.1.5 致谢：致谢对象限于对课题研究、学位论文完成等方面有较重要帮助的人员。 2.1.6 序言或前言：学位论文的序言或前言，一般是作者对本篇论文基本特征的简介，如说明研究工作缘起、背景、主旨、目的、意义、编写体例，以及资助、支持、协作经过等。
第30卷 第2期 2008年2月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNA L OF WUH AN UNIVER SIT Y OF TE CHN O LOG Y Vol.30 No.2 Feb.2008 一种轻型货车车架有限元分析与优化 叶 勤1,邓亚东1,王 彦2,谭 伟2 (1.武汉理工大学汽车工程学院,武汉430070;2.东风汽车股份有限公司,武汉430056) 摘 要: 车架作为整车的一个重要部件,对其进行结构分析与研究具有重要意义,而悬架机构以及连接部件的模拟是建立有限元模型的关键步骤。介绍了以组合单元建立货车车架有限元模型的方法,运用有限元法计算分析车架在典型工况下的应力水平和分布情况,在此基础上对车架进行优化设计,并提出了车架的改进意见。关键词: 车架; 有限元分析; 优化中图分类号: U 436.32 文献标识码: A 文章编号:167124431(2008)022******* Finite E lement A nalysis and Optimization of a Light V ehicle F rame Y E Qin 1,DEN G Ya 2dong 1,WA N G Yan 2,T A N Wei 2 (1.School of Autom otive Engineering ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China ; 2.Dong feng Autom obile C o Ltd ,Wuhan 430056,China ) Abstract : Frame is the key of vehicles ,s o it is important to analyze and study its structure ,above all ,the simulation of suspension and connecting parts is an important step during the m odel built 2up period.A finite element m odel was established for the frame of light truck based on composite elements ,which was used to analyze the stress level and distribution on the frame in typical conditions.Under the guidance of the analyzed results ,the design of the frame was optimized and the suggestions to design improvement were presented.K ey w ords : vehicle frame ; finite element analysis ; optimization 收稿日期:2007209218.作者简介:叶 勤(19822),男,硕士生.E 2mail :a010301@https://www.doczj.com/doc/0517050758.html, 车架作为汽车的承载基体,安装着发动机、传动系、行驶系、货厢等簧上质量的有关机件,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各部分的应力状态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。作者运用有限元方法对某货车车架进行强度、刚度分析,并根据分析结果,进行优化设计,提出了改进意见。 1 车架的有限元模型 该车架为边梁式,即车架由2根位于两边的纵梁和7根横梁组成,用铆接方式将纵梁和横梁连接成坚固的刚性结构。以往采用的车架有限元分析模型一般为梁单元模型。梁单元模型是将车架结构简化为由一组梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。此法无法详细分析车架应力集中问题,不能很好地模拟车架纵、横梁的连接状况。在实际工程中,车架是由一系列薄壁件组成,且形状复杂,应利用板壳单元进行离散处理。这种模型可以使分析结果更准确。1.1 部件连接及相互作用的模拟 车架纵、横梁多采用铆钉和螺栓连接。以点对点或节点耦合的方式建立铆接单元夸大了连接部位铆钉处的局部应力特征。实际在铆接预紧力作用下,铆钉孔周向的点大致与铆钉点的位移相协调,因此,可以采用梁
以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。 车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。 1 有限元分析模型的建立 该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1 所示。由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。 该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC 的类型应选择Rigid Beam方式。由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。整个车架结构应力分析的有限元模型由车架有限元模型和悬挂系统等效有限元模型组成，其中纵横梁、加强板等为薄壁结构，以壳单元shell63离散;钢板弹簧、轮胎以弹簧单元模拟;前悬弹赞的模型为在每边纵梁上采用2个弹簧单元，每个弹簧单元通过MPC 与车架联接，后悬弹簧的模型为在每边纵梁上采用1个弹簧单元与车架后轴联接。离散后，壳单元总数为46 770个，MPC单元为1 338个，材料为欧洲高强度材料，屈服极限500 MPa，杨氏模量为200GPa，泊松比0.3。
有限元法在汽车行业中的应用 【摘要】：汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。 【关键词】：汽车；技术；应用 在当前的工程技术领域中有越来越多的复杂结构，包括复杂的几何形状、复杂的载荷作用和复杂的支撑约束等。当对这些复杂问题进行静、动态力学性能分析时, 往往可以很方便地写出基本方程和边界条件, 但却求不出解析解。这是因为大量的工程实际问题非常复杂, 有些构件的形状甚至不可能用简单的数学表达式表达, 所以就更谈不上解析解了。 对于这类工程实际问题, 通常有两种分析和研究途径: 一是对复杂问题进行简化, 提出种种假设, 最终简化为一个能够处理的问题。这种方法由于太多的假设和简化, 将导致不准确乃至错误的答案。另一种方法是尽可能保留问题的各种实际工况, 寻求近似的数值解。在众多的近似分析方法中, 有限元法是最为成功和运用最广的方法。 1. 汽车结构有限元分析 汽车车身结构主要是由薄板冲压的覆盖件、承载骨架和各种加强件组成的。在有限元分析中可将它看成是由许多单元所组成的整体, 或起承载作用, 或承受、传递外部载荷, 以保证整个汽车的正常工作。由于要完成各自独特的功能, 它们的结构各不相同, 并且都比较复杂。一些结构件的工作条件比较恶劣, 长期在振动和冲击载荷下工作。寻求有关这些结构件正确而可靠的设计和计算方法, 是提高汽车的工作性能及可靠性的主要途径之一。 在汽车结构分析中, 有限元法由于其能够解决结构形状和边界条件都非常任意的力学问题的独特优点而被广泛使用。各种汽车结构件都可应用有限元法进行静态分析、固有特性分析和动态分析; 并且从原来对工程实际问题的静态分析为主转化为要求以模态分析和动态分析为主。也可根据工程实际结构的特点要求进行非线性分析。具体地说, 汽车结构有限元分析的应用体现于: 一是在汽车设计中对所有的结构件、主要机械零部件的刚度、强度、稳定性分析; 二是在汽车的计算机辅助设计和优化设计中, 用有限元法作为结构分析的工具; 三是在汽车结构分析中普遍采用有限元法来进行各构件的模态分析，同时在计算机屏幕上直观形象地再现各构件的振动模态, 进一步计算出各构件的动态响应, 较真实地描绘出动态过程, 为结构的动态设计提供方便有效的工具。 有限元法分析汽车结构的一般过程如下:
[1] 曲昌荣, 郝玉莲,戚洪涛. 汽车车架有限元分析[J]．轻型汽车技术，2007，12：54~56 [2] 石常青,丁厚明, 杨胜梅. 货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响[J]．汽车技术，2004 ，4：5~8 [3] 郭立群, 潘淑华. 中重型汽车车架结构强度有限元建模与分析方法研究[J]．汽车技术，2008，6：4~7 [4] 尹辉俊, 韦志林, 黄昶春等. 面向设计的微型车车架强度分析[M]．机械设计，2008，1：62~64+67 [5]历辉,李万琼.货车车架的等效载荷简化[J]．汽车工程，1994，5：310~314 [6] 黄金陵.有限元法应用于汽车车架结构分析中的几个问题[J]．吉林大学学报，1980，1：76~81+83~88 [7] 于学兵, 许先锋..BJ2027型皮卡车车架的有限元分析[D]．大连理工大学，2004，2（17） [8] 张勇, 张力等.重型车车架组合结构的有限元分析[J]．机械与电子，2005，2：16~18 [9] 张云, 詹隽青等.基于ANSYS的整装整卸挂车车架有限元分析[D]．军事交通学院学报，2007，2：39~42 [10] 尹辉俊, 韦志林, 沈光烈. 货车车架的有限元分析[M].机械设计，2005，11：26~28 [11] 李志勋.LT3242重型自卸车车架结构有限元分析[D]．农业机械化工程，2009，2（20）. [12] 李德信, 吕江涛, 应锦春.SX360自卸车车架异常断裂原因分析[J]．汽车工程，2002，4：348~352 [13] 陈铭年, 庄继德.汽车车架计算方法和结构优化变量综述[J]．汽车工程,1996,5：285~289+300 [14] 黄金陵.汽车车架结构元件参数的优选[J]．汽车技术,1984，1：17~25 [15] M. Barbato and J.P. Conte.Finite element response sensitivity analysis: a comparison between force-based and displacement-based frame element models [J].2005,4(8):1479~1512 [16] M.H. El Haddad.Finite element analysis of infilled frames considering cracking and separation phenomena [D]2003，2
汽车结构的常规有限元分析 本文介绍了与产品研发同步的5个有限元分析阶段，阐述了有限元模型建立过程中应注意的问题，简单介绍了汽车产品的4种常规分析方法，建立汽车设计标准的方法，以及3个强度分析范例。范例1说明了有限元分析应注意的内容，范例2和3介绍了“应力幅值法”在解决汽车车轮轮辐开裂和汽车发动机汽缸体水套底板开裂问题的应用。 汽车是艺术和技术的结合。一辆好车的主要特点是造型美观、有时代感、结构设计合理、轻量化、材料利用率高，车辆性能先进并且满足国家法规、标准和环保的要求，质量可靠、保养方便、低成本、用户满意、满足市场需求等。在竞争日益激烈的汽车市场，汽车性价比已经成为市场竞争的焦点。采用有限元的常规分析技术，用计算机辅助设计代替经验设计，预测结构性能、实现结构优化，提高产品研发水平、降低产品成本，加快新产品上市。 1. 与产品研发同步的5个有限元分析阶段 在汽车产品研发流程中，一般有如下5个同步的有限元分析阶段： 第0阶段：对样车进行试验和分析； 第1阶段：概念设计阶段的分析； 第2阶段：详细设计阶段的分析； 第3阶段：确认设计阶段的分析； 第4阶段：产品批量生产后改进设计的分析。 有限元分析在产品研发的不同阶段有不同的分析目的和分析内容。有限元分析和试验分析是互相结合和验证的。在详细设计阶段，有些汽车公司对白车身和成品车车身都进行有限元分析，有些汽车公司只对白车身进行有限元分析。 2. 有限元分析的关键环节――建立合理的有限元模型 有限元模型的建立是有限元分析的关键环节。通过力学分析，把实际工程问题简化为有限元分析的问题，提出建立有限元模型的具体意见和方法，确定载荷和位移边界条件，使得有限元分析有较好的模拟（仿真）效果。 前处理自动生成的网格可能存在问题。建立有限元模型的好坏直接影响计算结果的误差和分析结论的正确性。在结构的几何图形上，划分有限元网格是建立有限元模型的主要内容之一。在用有限元分析的前处理自动生成网格时，特别是用常应变单元自动生成有限元网格时要非常注意，有可能存在问题，应引起注意，必要时加以改进。要想用有限元分析前处理自动生成出好的有限元网格也要付出辛勤地劳动。即使在方案比较的情况下，应力和变形的分布规律也不能离谱，计算结果的误差也应在给定的范围之内，建立好的有限元模型与分析经验有关。 在没有有限元分析指南的情况下，用力学分析和试验结果对有限元模型的确认和对计算结
EQ1075G车架有限元分析 An FEM Analysis of the EQ1075G Frame 蒋光福刘永超耿广锐李智勇刘道勇 (东风汽车公司技术中心) 摘要: 本文对EQ1075G车架进行自由模态和静态应力有限元分析，针对分析结果给出了改进设计建议方案。 主题词：汽车车架模态应力优化设计有限元分析 Abstract This paper has introduced mode and stress FEM analysis for the EQ1075G frame and has put forward improved design structure on this analyzed resolution. Keywords: Automobile Frame Mode Stress Optimization design FEM analysis 一、前言 根据EQ1075G车架产品开发的需要，本文对车架原设计方案进行有限元模态和应力分析，并根据分析结果，提出了改进设计建议方案；同时，对该改进设计建议方案也进行了有限元模态和应力分析，并作出了相应的评价。 二、结构模型化 由于该车架主要是板材结构，因此模型化时主要采用板单元；车架上所有的铆钉连接用梁单元和刚性单元模拟；钢板弹簧用弹簧单元模拟；车架有限元模型如图1所示。 车架有限元模型规模：节点84900个，单元81318个，其中板单元81062个，弹簧元12个，梁单元24个。
图1 车架有限元分析模型 三、计算参数 钢板弹簧的刚度系数： =86.926N/mm 前钢板弹簧的垂直刚度系数：C 前 后钢板弹簧的主簧的垂直刚度系数：C =92.904N/mm 后主 后钢板弹簧的副簧的垂直刚度系数：C =115.15N/mm 后副 EQ1075G车架采用特高强度热轧冷成型钢Domex 700MC材料，该材料的物理性能为：弹性模量E=210000N/mm2，泊松比μ=0.3；该材料的机械性能为：最小屈服强度是700000KPa，最小抗拉强度是750000KPa，最大抗拉强度是950000KPa.。 本文应力分析时，取动荷系数为1.0。 四、边界条件 本文分析车架应力时，施加了作用于车架上的所有载荷，其中重力包括动力总成5855.5N，油箱及托架1117.2N，水箱及中冷器588N，驾驶室及乘员5880N，蓄电池及其框架686N，贮气筒及其框架980N，车厢9310N以及载荷39200N。 本文分析了三种工况下的车架应力分析规律及其最大应力值，各工况定义如下： 工况1：弯曲工况，汽车满载（4000kg）匀速行驶在水平路面上，只约束前后车轮竖直方向的位移。 工况2：扭转工况，汽车满载（4000kg）匀速行驶在有凸台的路面上，一
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析 摘要：采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架的两种不同结构进行分析，并确定结构合理的类型，并 对其进行改进优化，并用ANSYS进行验证。 关键词：自行车；车架；结构；ANSYS Finite element analysis for bicycle frame based on ANSYS WANG Shunmin （Faculty of Automotive engineering,WHUT,wuhan 430070,china） Abstract:Using the finite element analysis software ANSYS to analyze two different structure of the bicycle frame, and determine the reasonable one, and according to the analysis results,the sharp optimization was accomplished, with ANSYS for verification. Key words:bicycle;frame;structure;optimization 自行车从诞生到现在已经有200多年的历史，因为其具有结构简单、售价低廉、自重轻、维护容易、不需能源、无污染、无噪声、使用方便灵活等优点而独具特色。随着全球现代化的发展，交通拥堵、空气污染、油价上涨等问题日益严重，自行车作为传统的交通工具，在人们的生活中仍然具有举足轻重的地位。 自行车在日常生活中使用广泛，而自行车车架作为自行车上面主要的承受道路复杂载荷的作用的部分，对其进行结构的强度和刚度分析在自行车的设计分析中占有很大比重。由于自行车受力比较复杂，传统的经验设计有很多的盲目性，不能定量的分析结构强度，很容易造成车架的结构设计不合理以致出现过分的应力集中。采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架进行分析，可以在设计初期发现不合力的结构以及可能存在的缺陷。目前市面上最常见的两种车架结构形式如下图1、2所示，分别为“四边形+三角形”和“两三角形”结构的形式，本文通过对这两种车架结构进行分析，确定其中结构合理者，并对其进行改进和优化。 1.自行车车架的有限元模型的建立， 1.1车架线框和实体模型的建立 建立准确、可靠的自行车车架模型是进行有限元分析最重要的步骤之一，首先对自行车的尺寸数据进行测量，本文主要通过对图片尺寸进行测量，然后乘以相应的比例关系，得到实际车架的数据。本文通过CATIA软件强大的测量功能分别得到两个车架的坐标数据。主要得到车架关键点的坐标数据，包括前叉部位、把手、车座、后轮轴部位、脚蹬等部位，以及梁连接点位置，一共包括14个点的坐标值。在ANSYS中进行建模，根据所测得的数据建立模型，得到两个车架结构线框模型分别如图3、4。在建模过程中选择梁单元beam4，指定材料的弹性模量为2.11E11Pa，泊松比为0.3。梁选择圆管类型，内外径分别根据自行车实际尺寸进行设置。 1.2 划分网格，设置单元大小为0.005m，对整个模型进行划分。 1.3 施加边界条件，自行车在实际的使用过程中，道路和行驶状况差异很大，受力等边界条
基于Hypermesh的客车车身有限元分析 沈兵，靳春宁，胡平 大连理工大学汽车工程学院，大连（116024） E-mail：279987329@https://www.doczj.com/doc/0517050758.html, 摘要：有限元方法和理论对现代车身设计具有重要的实际意义。综合现有的建模方案，提出了用壳单元建立有限元模型的方法；针对三种工况，应用有限元软件Hypermesh对模型进行后处理，找出了应力、位移分布情况；对轻量化设计提供了可靠的依据。 关键词：客车车身；壳单元；有限元分析 中图分类号TG404；TH114；TB115 1. 引言 当前国内对客车车身的有限元建模方法大致有三种，即采用梁单元、壳单元和体单元。采用梁单元可使计算量大大降低，但由于简化太多，导致一些关键受力截面无法正确表达，使得可信度不高，很难起到指导作用。采用体单元构建的客车骨架跟现实情况很接近，但建模时间太长，不宜采用。而壳单元弥补了梁单元与体单元的不足，是比较理想的建模方法。本文正是采用壳单元构建了客车车身模型，并按照实际使用条件进行车载负荷计算，对车体进行结构分析。 2.模型的建立 目前UG具有强大的曲面造型功能，在航空和汽车行业应用非常广泛；而Hypermesh 是世界上领先的有限元前后处理软件，它与UG等许多软件都有良好的接口。本文采用UG 对客车车身进行何造型设计，然后在Hypermesh中进行网格划分以及前后处理工作。 车架的实际工况复杂多变，建立有限元模型时对CAD模型的简化是十分必要的。其原则是：最大限度地保留零件的主要力学特征；将小面合并成大面，并且相邻面应共用一条轮廓线，以保证各个面上划分出来的网格在边界处是共用节点，避免在边界处出现节点错开的现象。具体的简化如下： （1）忽略非承载件。有些部件（如保险杠、踏板支架等）是为了满足构造或使用上的要求而设置的，对于分析车身模态影响很小，这里将其忽略掉。 （2）忽略蒙皮、玻璃等附件。 （3）忽略圆角以及梁截面形状的简化。考虑到圆角对网格计算的来说比较费时，将模型中的圆角忽略掉；本文中梁简化成矩形钢和槽型钢。 图1圆角的忽略
版权所有，仅限于学习交流之用 第六讲汽车结构有限元分析实例 合肥工业大学机械与汽车学院车辆工程系 谭继锦编写 2010年3 月
----------------------汽车结构分析实例 ?1、汽车结构设计准则与目标 ?2、汽车结构有限元模型 ?3、汽车结构强度分析 ?4、汽车结构刚度分析 ?5、汽车结构动态分析 ?6、汽车结构疲劳分析 ?7、汽车结构碰撞分析 ?8、汽车结构有限元优化设计
1、汽车结构设计准则与目标 ?有限元分析方法是汽车数字化设计的一项核心技术； ?在产品设计阶段对汽车结构及性能做出预先评估； ?有限元分析能够提供大量的仿真试验数据和技术参数， 进而可以替代部分试验，有利于设计经验的积累和设计技术的提高。 ------汽车结构分析的目的主要是解决汽车结构的可靠性、安全性、经济性和舒适性等问题，其分析内容十分广泛，而且相互关联，主要涉及以下内容： ?可靠性：研究汽车结构强度、刚度和动态特性，以及疲 劳寿命等； ?安全性：研究结构耐撞性与乘员安全性等； ?经济性：研究结构优化及轻量化等； ?舒适性：进行结构振动噪声分析等。
汽车结构设计准则与目标 ?结构分析可以划分成几个阶段，各阶段有不同的设计 目标。 ?◇概念设计阶段建立相应的设计目标； ?◇详细设计阶段达到相应的设计目标； ?◇样车制作阶段验证整车的性能并且分析设计中存在 问题； ?◇产品制造阶段验证设计和改进产品。 ------以下概略汇总了汽车结构分析中在概念设计阶 段和详细设计阶段汽车结构部分分析内容及设计目标，这些内容与目标是动态发展的，需要结合工程实际不断调整并发展。
摘要 汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。车架支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。 本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。最后根据分析结果对车架做出优化建议。 关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析 I
ABSTRACT The vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling. In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations. Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysis II
大客车底盘车架结构及分析 作者:中国商用车辆网 来源:中国商用车辆网 日期:2004-01-18 浏 览量:1000 次
如果人们把发动机描述为汽车的“心脏”， 那么作为汽车重要组成部 分的车架就可以称为汽车的“骨骼”了。车架是汽车所有总成零件“生 存”的载体，受力复杂。通过行走系和车身的力都作用于车架上，车 架结构的好坏及载荷分配是否合理是汽车设计成功与否的关键因素。 车架结构设计是否合理对汽车有着十分重要的意义， 特别是客车底盘， 在设计过程中不但要考虑各总成零部件的合理布置以及其可靠性、 工 艺性和维修的方便性， 还要充分考虑最大限度地满足车身对底盘的特 殊要求，如纵梁的结构、横梁及外支架的位置及连接方式、行李箱大 小、地板高度和位置，等等。对同样型号的客车底盘，不同的用户对 车架的要求不尽相同，甚至有较大的差异。这里着重分析大客车底盘 车架的结构特点，阐述其设计要点。
大客车底盘车架的基本结构
大客车底盘的车架一般包括直通大梁式、 三段式和全桁架(无车架) 式 3 种结构型式，分别与车身构成非承载式、半承载式和全承载式结 构。根据其不同的用途和工艺特点，车架与车身一般采用弹性或刚性
连接。现国内外大都采用刚性连接，以使车架与车身共同承载，受力 趋于合理化，从而提高车辆的可靠性和安全性。 1．直通大梁式 该结构是传统的结构型式，采用槽形或矩型截面纵梁，有些车型 还有加强副纵梁。根据不同的要求，纵梁设计可前后贯通，也可前、 中和后搭接成不同高度或不同宽度的结构， 有些车型受后桥和地板高 度要求的限制而在该处设计成结构复杂的“Ω”型。横梁结构一般采用 “I 型或双槽背对形成的“I”型，有时也采用“○”型横梁。根据布置和总 成的安装要求， 同一车架可同时采用多种型式的组合和不同的横梁翼 面，车架总成可设计成前后等宽或不等宽结构。 直通大梁式车架结构简单、工艺性好，但存在本身质量大、总成 布置困难、受力不均匀和损坏后难以修复等缺点，主要用于城市公交 和普通短途客运车辆。 2．三段式 该结构前、后段为槽形大梁，中段为桁架结构(行李舱区)。根据不 同的车型和承载情况， 采用不同规格的异型钢管焊接成箱形框架结构， 通过焊接(或焊接和铆接)同前后大梁连接在一起。对于钢板弹簧悬架， 中间桁架一般不超过悬；架安装区域；但对于空气弹簧悬架，为增加 行李箱容积，有些底盘的中间桁架超过悬架安装区，只有操纵区和发 动机区域用较短的槽形大梁。 该结构在国内外被普遍应用于旅游车、长途高速客运大客车，国 内开发和引进的豪华大客车基本都采用这种结构型式。 该结构易于设
有限元开题报告范文 在数学中，有限元法是一种为求解偏微分方程边值问题近似解的数值技术，是现今有效的工程分析手段之一。 1本论文选题意义及国内外现状 1.1选题背景、目的及意义 1.1.1背景 随着市场竞争的加剧，产品更新周期愈来愈短，企业对新技术的需求更加迫切，而有限元分析模拟技术是提升产品质量、缩短设计周期、提高产品竞争力的一项有效手段，所以，随着计算机技术和计算方法的发展，有限元法在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的重视和应用，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源和科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。 1.1.2目的 有限元分析(FiniteElementAnalysis,FEA)是工程技术领域进 行科学计算的极为重要的方法之一，利用有限元分析可以获得几乎任意复杂工程结构的各种机械性能信息，还可以直接就工程设计进行评判，对各种工程事故进行技术分析。此外，有限元分析在建筑行业也有广泛的应用，运用有限元分析可以对建筑设计予以评估。 1.1.3选题的意义
随着世界日益激烈的竞争，每个民族和个人都应该提高自身的素养，国与国的竞争的核心已经变成了技术的竞争。有限元分析法是解决实际问题的重要方法之一，通过学习研究有限元分析法可以将理论与实际相结合，有效的提高应用能力，使所学的知识得以运用。 1 1.2国内外现状 1.2.1国内现状 在工程应用方向，重型模锻液压机是一个国家重要的基础制造装备，我们目前还没有4万吨以上的大型模锻液压机，严重制约了我国国防航空航天及其它重型设备领域的开发研制，阻碍了我国的科技发展。在软件方面，国产有限元软件仅有FEPG,JFEX,KMAS较单一的软件，在处理大型有限元分析问题时，有些乏力。 1.2.2国外现状 随着计算机技术的飞速发展，基于有限元方法原理的软件大量出现，并在实际工程中发挥了愈来愈重要的作用;目前，国外专门软件的有限元分析公司有几十家，著名的通用有限元分析软件有ANSYS，ABAQU，MSC/NATRAN,MSC/MARC,ADINA,ALGOR,PRO/MECHANICA,IDEAS。有关有限元分析的学术论文，每年不计其数，学术活动非常活跃，为的科研和制造业起到了具大的推动作用。 2主要设计内容 2.1论文目的 桥梁：