汽车结构有限元分析练习2_2013

一、20分)(×) 1. 节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置( √ ) 2. 对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元(×) 3. 不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型( √ ) 4. 四边形的平面单元尽可能作成接近正方形形状的单元(×) 5. 平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化处理的话会得到一样的答案(×) 6. 用有限元法不可以对运动的物体的结构进行静力分析( √ ) 7. 一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好(×) 8. 所谓全约束只要将位移自由度约束住，而不必约束转动自由度( √ ) 9. 同一载荷作用下的结构，所给材料的弹性模量越大则变形值越小( √ ) 10 一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。

二、填空(20 分)1．平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何形状都是薄板，但前者受力特点是：平行于板面且沿厚度均布载荷作用，变形发生在板面内；后者受力特点是：垂直于板面的力的作用，板将变成有弯有扭的曲面。

2 ．平面应力问题与平面应变问题都具有三个独立的应力分量：σx，σy，τxy ，三个独立的应变分量：εx，εy，γxy，但对应的弹性体几何形状前者为薄板，后者为长柱体。

3．位移模式需反映刚体位移，反映常变形，满足单元边界上位移连续。

4 ．单元刚度矩阵的特点有：对称性，奇异性，还可按节点分块。

5．轴对称问题单元形状为：三角形或四边形截面的空间环形单元，由于轴对称的特性，任意一点变形只发生在子午面上，因此可以作为二维问题处理。

6．等参数单元指的是：描述位移和描述坐标采用相同的形函数形式。

等参数单元优点是：可以采用高阶次位移模式，能够模拟复杂几何边界，方便单元刚度矩阵和等效节点载荷的积分运算。

7．有限单元法首先求出的解是节点位移，单元应力可由它求得，其计算公式为} = [D][B]6}e 。

汽车结构有限元分析一：有限单元法的思想：从数学角度看，其基本设想是通过离散化的手段，将偏微分方程或者变分方程变换成代数方程求解。

从力学角度看，其基本思想是通过离散化的手段，将连续体划分成有限个小单元体，并使他们在有限个节点上相互连接。

在一定精度要求下，用有限个参数来描述每个单元的力学特性，整个连续体的力学特性可以认为是这些小单元体的力学特性综合，从而建立起连续体的力的平衡关系。

二：有限元方法的应用：整车及零部件的强度疲劳寿命分析；整车及零部件刚度分析；整车及零部件的模态分析；汽车NVH分析；整车碰撞安全性分析；设计优化分析；气动或者流场分析；热结构耦合分析。

三：汽车结构有限元分析的流程：1、将连续分割成有限大小的区域:，这些小区域即为有限单元，单元之间以节点相连。

2、选择节点的物理量，如位移、温度作为未知量，对每个单元假设一个简单的连续位移函数来近似模拟其唯一分布规律3、利用有限单元法的不同解法，如根据虚功原理建立每个单元的平衡方程，形成单元性质的矩阵方程。

4、将各个单元在组装成原来的整体区域，建立整个物体的平衡方程组，形成整体刚度矩阵。

5、引入边界条件，即约束处理，求解出节点上的未知数。

四：弹性小挠度薄板弯曲基本假设：1、变形前垂直于中面的法线在变形后仍是弹性曲面的法线。

2、板厚方向的位移沿板的厚度是不变的，与中面的ω一致。

五：总刚度矩阵的性质：1、对称性2、稀疏性3、带状分布4、奇异性证明∑X=0∑Y=0结构处于平衡【边界约束前具有1-4的性质约束后有1-3的性质】六：什么叫等参单元等参单元有何优点和特点等参数单元简称等参元就是对单元几何形状和单元内的参变量函数采用相同数目的节点参数和相同的形函数进行变换而设计出的一种新型单元。

优点1、形函数用局部坐标表示2、局部坐标与直角坐标变换通过几何参数表达3、坐标变换几何参数量与形函数节点参数数量相同4、各类等参数单元构造方法相同。

七：什么是模态分析模态分析是研究结构动力特性一种近代方法是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

汽车结构有限元分析--第五讲汽车结构有限元分析指南版权所有，仅供学习之用第五讲汽车结构有限元分析指南合工大机械与汽车学院2010年2月准确化建模几何模型—-力学模型---计算模型经济化建模试算模型---实用模型---精确模型精确建模-准确加载—正确约束---明确分析{详细解释与回答上述问题}结构设计是指系统中零部件尺寸大小和几何外型的设计。

有限元结构分析则是利用有限元方法，解释与分析结构受力变形等的原因，判断原结构设计的可行性、可靠性等，预见结构的性能及行为，为结构改进设计及优化设计提供指导。

制定分析方案结构计算模型结构分析方法1、一般规定了解分析对象相关设计标准或规范所提出的要求，了解各种评价指标，注意分析所能涉及的适用范围，有无确定的设计目标，充分掌握图纸资料（包括相关部件强度计算书、安全系数、总布置图、载荷布置图、轴荷、材料等与设计有关的数据资料）．2、一般要求汽车整车、总成或零部件都各自有要满足的技术要求。

从结构分析角度来说，主要是解决汽车结构可靠性、安全性、经济性和舒适性等问题，各种要解决的问题又相互关联，主要内容有以下几个方面：强度要求：底盘结构，车身结构，车架结构，四门两盖，悬架部件，横向稳定杆，转向杆、车轮等，分析计算的目的在于研究确定在各种计算工况下主要构件是否具有足够的强度。

刚度要求：白车身弯曲与扭转刚度，车架弯曲与扭转刚度，开闭件（四门两盖）刚度等；振动与噪声要求：发动机振动与噪声，进排气系统振动与噪声，车身振动与噪声，整车振动与噪声，动力总成隔振，制动器振动与噪声，离合器振动与噪声等－－－涉及乘坐舒适性等；碰撞安全性要求：研究结构对乘员安全的保护性和耐撞性等；疲劳耐久性要求：研究结构动态特性－－涉及零部件疲劳寿命等。

例如车门设计对结构方面所提出的技术要求有：（1）车门应有足够的刚度，不得因正常情况下的外力引起车门变形、下沉从而影响车门开关的可靠性。

在关门时不得有敲击声、行驶时不允许产生振动噪声。