基于ANSYS Workbench的三角履带支撑架模态分析

http : ZZ HD.chinaj ou rna.l n et .cn E m ai:l ZZHD @chai n aj ou rna.l n et .cn 机械制造与自动化作者简介:张元通(1974 ),男,江苏洪泽人,中学一级教师,硕士,研究方向为机械制造。

基于ANS YSWORKBE NC H 的颗粒机机架的模态分析张元通(洪泽县职教中心,江苏洪泽223100)摘 要:颗粒机机架的模态分析对于减少颗粒机的振动,防止颗粒机产生共振具有重要意义,利用AN SYS 软件对颗粒机机架进行了模态分析,得到了颗粒机机架的固有频率和振型云图,为颗粒机的进一步分析打下了基础。

关键词:颗粒机;AN S Y S ;模态分析中图分类号:TH 12;TP39 文献标志码:A 文章编号:1671 5276(2011)02 0110 03M odal Analysis of Fra m e for G ranulationM achine Based on ANS YSW orkbenchZHANG Y uan tong(H ong ze V o ca ti ona l Educati on Center H ong ze 223100,Chi na)Abstrac t :Th em oda l anal ys i s of the fra m e of granu l ation m ach i ne has i m portant sign ificance to redu ce t he vi b ration ofm ach i ne .Th is pap er usesANSYS soft w are to carry ou t t he m od al an al ysis of t h e fra m e of granu l ation m ach i n e ,gets t he nat u ral frequ ency ofm ach i ne fra m e and v i brati on m ode i m age and l ays t h e foundations for t h e furt her analys i s of t he m ach i ne .K ey word s :granu l ati on m ach i ne ;ANSYS ;m ode ana l ysis0 前言颗粒机机架是颗粒机的基本框架,承受着复杂的外力作用,颗粒机设计完成后,为保证颗粒机在运行时能够有较好的性能,避免颗粒机在运行时受外界力作用产生共振,造成对机器的破坏,有必要对颗粒机的机架进行模态分析。

开槽机器人履带支撑架有限元分析及优化张 超1 潘守广1 阴光华2 黄运昌3 李潇倩11山东建筑大学 济南 250101 2中国建筑第八工程局有限公司 上海 2001223中建八局第四建设有限公司 青岛 266100摘 要：履带支撑架作为开槽机器人履带底盘的重要支撑构件，其性能的好坏直接决定了开槽机器人的使用寿命。

为进一步提高履带支撑架的结构可靠性并避免履带支撑架在使用中产生共振现象，文中基于有限元分析软件Ansys Workbench对履带支撑架进行有限元分析，通过静力学分析得出履带支撑架的变形及应力情况并针对履带支撑架的不足之处提出改进方案，改善了履带支撑架的应力分布情况，使其结构更加合理。

然后对改进后履带支撑架进行模态分析，得出前10阶的固有频率与最大位移，反映出履带支撑架在不同频率下的动态特性。

经过对履带支撑架的有限元分析，可以得出其结构的合理性，并为履带支撑架的机构设计与使用情况提供理论参考。

关键词：开槽机器人；履带支撑架；静力学分析；模态分析；结构优化中图分类号：TH222 文献标识码：B 文章编号：1001-0785（2024）1-0043-06Abstract: The crawler support frame is an important supporting component of the crawler chassis of the slotting robot, and its performance directly determines the service life of the slotting robot. In order to further improve the structural reliability of the crawler support and avoid resonance in use, in this paper, the author makes a finite element analysis of the crawler support based on the finite element analysis software Ansys Workbench, obtains the deformation and stress of the crawler support through static analysis, and puts forward an improvement scheme for the deficiency of the crawler support, which can improve the stress distribution of the crawler support and make its structure more reasonable. Subsequently, the modal analysis of the improved crawler support was carried out, the natural frequencies and maximum displacements of the first10 orders were obtained, and the dynamic characteristics of the crawler support at different frequencies were reflected.Through the finite element analysis of the crawler support frame, the rationality of its structure was verified, which provides a theoretical reference for the mechanism design and application of the crawler support frame.Keywords:slotting robot; crawler support frame; static analysis; modal analysis; structure optimization0 引言开槽机器人是一种用于地面与墙面开槽的机械设备，通常用于现代住宅、公共建筑的电气管线暗管敷设工程。

C AM E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n农业装备与车辆工程2013年doi ：10．3969／j．issn．1673－3142．2013．004．006基于ANSYS Workbench 的FSAE 车架有限元分析刁秀永，鲁植雄，钟文军，谢鹏（210031江苏省南京市南京农业大学工学院）［摘要］利用有限元方法对FSAE 赛车车架进行静态强度以及运动学模态分析，运用三维软件CATIA 建立车架CAD 模型，通过工程分析软件ANSYS 对其进行静态强度和模态分析，获得车架在不同工况下的变形量和强度载荷及不同阶数的固有频率和振型，检验车架的结构是否合理，并为其改进提供依据。

［关键词］FSAE ；静态强度分析；模态分析；ANSYS ／Workbench［中图分类号］U463．1［文献标志码］A［文章编号］1673-3142(2013)04-0022-05Finite Element Analysis of FSAE Racing Car Frame Based on Ansys ／WorkbenchDiao Xiuyong ，Lu Zhixiong ，Zhong Wenjun ，Xie Peng（Engineering College ，Nanjing Agricultural University ，Nanjing City ，Jiangsu Province 210031，China ）［Abstract ］The static strength analysis and kinematics modal analysis of the frame was discussed based on Finite ElementTheory in the paper．First ，the CAD model of the frame was set up by three dimensions plot software CATIA ，then the static strength analysis and kinematic modal analysis is made by engineering analysis software ANSYS．Finally ，the deformation value ，strength load in different conditions and natural frequency and vibration of different degrees are achieved ，the reasonability ofthe frame structure is tested ，which provides the reference for its improvement．［Key words ］FSAE ；static strength analysis ；modal analysis ；ANSYS ／Workbench0引言车架是赛车各大总成的载体，是重要的受力部件。

基于CATIA与ANSYS的履带机器人摆臂支撑板有限元分析作者：赫修智来源：《中国新技术新产品》2014年第02期摘要：本研究以有限元分析方法为基础，对比分析CATIA实体建模与ANSYS实体建模，运用CATIA 三维软件建立摆臂支撑板实体模型，运用ANSYS软件对导入的实体模型进行有限元分析。

综合运用CATIA建模优势与ANSYS灵活的有限元分析处理，从而为机械结构设计提供准确的应力分析，对机械优化设计有一定的参考意义。

关键词：摆臂支撑板；有限元分析；CATIA；ANSYS中图分类号：TP24 文献标识码：AANSYS是一款集结构、流体、热、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件。

ANSYS软件可进行结构分析、热分析、电磁分析、流体分析、耦合分析、优化设计、接触分析以及实现利用ANSYS参数设计语言的扩展宏命令的功能。

CATIA是有法国达索公司研发的一款广泛应用于航空航天、机械制造、造船、电子等行业的三维实体建模软件。

同UG、PRO/E相比，CATIA的操作界面更加直观，具有强大的三维复杂曲面造型功能，并采用了混合建模技术，使建模过程更加灵活和高效。

摆臂支撑板是履带机器人摆臂结构的重要组成部分，起到支撑摆臂，保证摆臂平稳运动的作用。

分析摆臂支撑板在受载的情况下的应力情况，可以更好的改进摆臂的结构，实现机构优化设计目的。

本文以摆臂支撑板为例，运用CATIA建立三维实体模型，并运用ANSYS对其进行有限元分析。

与直接用ANSYS建模相比，提高了建模速度，缩短了设计周期。

同时，可以将该方法应用在如装载机动臂、曲轴等复杂的结构的有限元分析工作中。

1 CATIA与ANSYS的实体建模比较1.1 ANSYS实体建模ANSYS提供了两种实体建模的方法：自上向下建模法和自底向上建模法。

自上向下建模法是指从一开始就从线、面、体等较高级的图元构造模型的方法。

ANSYS 软件在生成一种体素时，程序会自动生成所有属于该体素的关键点、线、面等较低级图元。

基于ANSYS Workbench的某水阀支架模态分析和结构优
化
王新文
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2024(62)5
【摘要】车载电子水阀发生共振会导致起固定作用的支架断裂,给汽车的正常行驶和人身安全造成巨大隐患。

为判断车载电子水阀支架是否会发生共振引起断裂,运用ANSYS有限元分析方法计算车载电子水阀的固有频率,并根据其自身结构数据计算工作频率,判断是否会发生共振;分析水阀支架薄弱位置,提出结构优化方案,为进一步解决现有水阀振动问题及结构改进提供参考。

【总页数】4页(P66-69)
【作者】王新文
【作者单位】浙江交通职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】U469.7;TH122
【相关文献】
1.基于ANSYS Workbench液压支架顶梁多工况结构优化与静力分析
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机器人用履带底盘的动力仿真与有限元分析作者：白程瀚李县法来源：《消费电子》2021年第08期【摘要】本文对可在山地和城市内作业的机器人用底盘做了动力学分析和有限元分析。

首先使用RecurDyn完成了底盘动力学模型的建立，并且模拟了地盘在平地行驶和在软土面的极限爬坡，最后利用Ansys结合动力学分析得出的数据完成了静力学分析与模态分析。

【关键词】履带底盘；动力学仿真；有限元分析；RecurDyn；Ansys为了解决人工作业的短板，各种用于运输、救援和军事任务的可移动机器人应运而生。

[1]这些机器人的移动底盘大致上可分为轮式、履带式和腿式。

其中，履带底盘具有结构较简单、性能可靠、灵活性好等优点，所以被广泛用于执行复杂任务的机器人底盘中，用以代替人进行危险作业或者到达人力难以实战工作的地方工作。

[2]（一）底盘的总体结构与性能本次分析的履带底盘是适用于复杂工况的中小型机器人的履带底盘，采用倒梯形履带布局，轮孔式驱动和半刚性悬架结构。

车架由铝板和铝方管焊接而成，采用双电机直接输出至驱动轮，驱动轮推动橡胶履带的传动形式，可在室内和山地进行作业，其整体模型如图1。

（二）底盤的关键参数此底盘为总重为120kg的机器人设计，其中轮系重量为30kg，运输质量为20kg。

总体尺寸约为900x700x400mm。

履带接地长度为530mm，履带的节距为60mm，履带宽为148mm，其两侧都安装了两个并联的500N/cm的弹簧减震器，并且使用了两个广东东莞中大力德电机公司的Z5BLD60无刷直流电机作为动力源。

（一）动力学模型的建立首先将车架的模型导入至RecurDyn中，然后根据轮系的参数建立履带轮系，建立履带轮系后完善底盘的张紧装置和悬架装置，之后添加约束。

最后在驱动轮转动副上添加驱动为STEP（0，0.1，0.5，830D），可解释为驱动轮的角速度从0.1s开始从0开始增加，在0.5s达到830°/s的最高值并维持这个转速。

基于ANSYS Workbench的某越野车车架有限元分析任杰锶;董小瑞【摘要】针对越野车复杂的行驶条件对车架结构苛刻的要求,以越野车车架为研究对象,采用ANSYS软件建立了与某越野车车架结构充分近似的车架三维模型,并根据模态分析理论对其进行了有限元模态分析,获得了该车架的前六阶模态参数.理论值与实验值比较表明,车架能够在一定程度上避免共振现象,模型建立准确,为结构车架的动态设计提供了理论依据.同时对车架进行刚度和静强度分析,由位移、应力云图获得了车架发生应力集中区域.结果表明:第3根横梁和第4根横梁之间的连接处应力值远低于屈服极限,可以考虑梁变细或者钢板缩减壁厚,而在第2,第3根横梁与纵梁相接处应力值大于许用应力值,可以使横梁应加粗或连接处使用加厚焊.实验研究分析为车架的改进和优化提供了参考依据.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(036)004【总页数】8页(P428-434,457)【关键词】越野车车架;有限元分析;ANSYS软件;模态分析;刚强度分析【作者】任杰锶;董小瑞【作者单位】中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051;中北大学机械与动力工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】U463.320 引言汽车车架是整个汽车的基础，车架性能的可靠程度直接影响到整车的工作质量和状态.对于非全承载式越野汽车，车架的要求更为严格［1-2］.哈尔滨工业大学张进国等利用ANSYS软件建立了车架结构的几何模型和以体单元solid92为基本单元的车架有限元分析计算模型，对该车架在载荷作用下的应力和变形进行了计算，为车架的结构改进提供了依据［3］；南昌大学汪伟等以某越野车车架为例，利用Hyperworks建立以壳单元为基本单元的车架有限元分析模型，应用Optistuct求解器进行了模态分析，得到该车架自由状态下的前10阶固有频率及振型特性，为该车的结构改进提供了理论依据［4］；合肥工业大学朱昌发等利用HYPERMESH 建立某型特种越野车车架的有限元分析模型，再用ABAQUS软件对该特种越野车车架进行强度及模态分析，得出该车架的强度和振动特性，并提出了优化设计方案［5］.随着越野汽车性能和工作要求的不断提升，车架面临更大的挑战，不仅需要经常在崎岖不平的道路上行驶，而且经常出现在无路地带，这样对刚度和强度的要求就显得异常苛刻.由于在重载、高速行驶时其振动问题也非常凸出，车架的共振现象会给整车，甚至是驾驶员、乘员带来严重的影响.因此在汽车的设计初期需要同时对车架进行静力学分析和模态分析，综合分析数据，为车架的优化和改进提供参考［5-6］.本文综合采用Hyperworks和ANSYS软件，建立了与某越野车车架结构充分近似的车架三维模型，对其进行了静力学和有限元模态分析，找出其薄弱环节，给出了优化建议.1 车架结构及参数该车架主要由2根纵梁和8根横梁，以及均布的10个悬置点组成.车架结构如图1所示.图1 车架结构二维图纸 Fig.1 The 2D blueprint of off-road vehicle frame structure车架形态描述：车架前部翘起，这样拥有更多的前轮摆动空间，增加接近角.车架中部第4，5根横梁下凹，适当地降低了底盘的高度，降低了车身重心，增大了车辆在行驶中的稳定性；相比直梁车架，提高了乘坐舒适性.越野车辆行驶过程中，除在正常的路面行驶之外，更多的是在条件复杂或极端恶劣的土地、山坡、凹凸不平和通过性差的路面行驶，这是对车架抗拉伸和抗弯扭性的严峻考验.所以采用高强度的结构钢作为车架材料，采用拥有优秀抗弯扭性能的箱形断面梁作为纵梁形式，横梁材料主要采用空心圆柱体，部分为箱形断面梁.所有的横纵梁均为冲压焊接而成［7］.该越野车主要性能参数如表1所示.表1 越野车主要性能参数 Tab.1 Main performance parameters of the off-road vehicle?2 建立车架有限元模型目前合肥工业大学尹安东和龚竞等分别利用Hyperworks对越野车车架进行了多工况静强度和动强度分析，并加入了简单的模态分析，虽得出了车架性能评估［8-9］，但因模型建立依据不明确，失去了分析研究的针对性，结论适用性不大.本文依据该越野车原厂的二维图纸，将CATIA中建立好的实体模型转到iges格式导入到Hyperworks软件中，利用hypermesh的中面提取功能Midsurface提取中面，并进行模型几何清理，通过消除损坏、空缺、叠加等模型问题，尽可能得到合格的网格质量［8］.模型高度简化后，可采用高密度自由网格划分，选取网格尺寸最大为5 mm，最小为0.2 mm.在划分结束后，对部分悬置点、以及有可能产生应力、应变的关键处进行网格细化处理.南京理工大学杨海平等将Hypermesh作为前处理软件，进行了车架螺栓、铆钉和焊点连接的模拟，采用cweld单元进行焊点模拟，虽建立有限元模型发生错误概率较小，但建立时间较长，分析效率不高［10］.本文考虑到车架为不规则物体，采用混合单元类型更能够真实地反映各个关键点处的应力、应变形态.所使用的六种单元类型如表2所示.经过网格划分后得到的有限元模型如图2所示，得到1 701 310个节点以及312 429个单元.图2 车架的有限元模型 Fig.2 Finite element model of frame表2 单元类型摘要 Tab.2 Element type summary?根据车架的设计和实际使用情况，设定材料参数为：16Mn钢材料密度为7 850 kg／m3，泊松比为0.28，弹性模量E=2.1×1011 Pa，屈服极限为400 MPa ［10］.3 有限元模态分析3.1 模态分析理论有限元模态分析通常可分为自由模态分析和约束状态下的模态分析两种.车架模态分析的原理是将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程组解耦，成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程，然后求解出车架系统的模态频率等模态参数.根据模态振动理论，系统运动微分方程为式中：［M］，［C］，［K］分别为质量矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵；｛u｝为位移向量.由于是无阻尼自由振动，则可省略阻尼项，即微分方程可简化如下系统的特征方程为求解特征方程即可获得系统模态参数，包括模态频率λi=ω2i和模态振型［11-13］.3.2 模态分析结果将Hypermesh中建好的越野车车架有限元模型导入到ANSYS中，进行自由模态分析，得到车架自由模态的前20阶频率及振型.其中前6阶模态频率小于1.77 Hz，这是由于车架在自由状态下会出现6个刚体模态［8］，它们对应的固有频率几乎为零，所以实际上是以第7阶自由模态为第1阶振型.图3 车架的前6阶模态振型 Fig.3 The first six order modal shape of frame目前国内研究只停留在对车架简单的模态分析，获得前10阶固有频率，以得出车架的共振情况，未对实验值的正确性进行理论验证，故实验分析值和结论的可靠度不高［4］.文中经有限元模态分析的理论计算值与实验模态分析结果相比较，如表3所示.由表3可看出：ANSYS理论计算值与实验模态分析的结果比较一致，相对误差不大，说明实验值准确，分析模型合适，分析结果可靠，可以作为实际设计参考.表3 车架模态分析结果与理论计算结果比较 Tab.3 Comparing frame modal analysis the results with theoretical calculations?由于越野车长期工作在条件苛刻的路面上，因此路面激励是引起车架产生共振主要因素.此外发动机转速激励也是引起车架产生共振重要原因.对于车架来讲，应通过以下四点作为评价指标：①车架固有频率应避开发动机怠速时的振动频率；②车架在行驶过程中应避开发动机常工作工况下的激振频率范围；③应避开平路及条件不佳的路面对车架的激振频率范围；④车架振动频率增长变化尽量平稳，不能出现频率突变［10］.3.3 模态分析结论1）一般情况下，路面给予车架的激励应当处于1～20 Hz之间，且悬架的偏振频率大致为1～1.9 Hz，根据发动机怠速时的转速为900 r／min，计算得到车架在怠速时的振动频率为28.334～31.667 Hz之间［14-15］.模态分析结果得出的车架最低阶振动频率为18.532 Hz，一定程度上可以避免由道路载荷和车轮不平衡而引起的共振；2）车辆的非簧载质量的固有频率一般6～15 Hz之间，对于车架更重要的应该是前3阶模态.根据对该车架的分析，该车架的前3阶固有频率为18.532 Hz，22.89 Hz，24.178 Hz，均大于15 Hz，所以，车架与非簧载部件发生共振的可能性很小.4 静力学分析越野车在行驶中的载荷主要来源于弯曲工况和扭转工况.其中弯曲载荷主要是车身、车载设备等负载产生的，而扭转载荷多为车辆在受到路面给予的多方向非对称激励导致的.本文所用的越野车架主要受到这两方面的影响，因此分析时所加的载荷是一致的，通过改变约束的位置和方向而达到求解静刚度、强度的应力和应变值［10］.4.1 静强度分析该车架所受的主要静载荷如表4所示.加载方式分别为：10个悬置点集中加载，发动机动力总成按照三点悬置集中加载.表4 车架的主要静载荷 Tab.4 Main strength of frame?研究静强度所加约束根据实际情况添加：车架与左前悬架连接处约束平动自由度UZ，车架与右前悬架连接处约束平动自由度UZ，UY，车架与左后悬架连接处与车架与右后悬架连接处分别约束平动自由度UX，UZ和平动自由的UX，UY，UZ.得到Von Mises等效应力云图如图4所示［9，16］.在ANSYS后处理中看到车架的结构强度，在弯曲工况下，车架的最大应力发生在第3根横梁和第4根横梁之间的连接处，这段梁为变截面多向纵梁，达到了66.449 MPa，而材料许用应力值为340 MPa，远远低于许用应力.则此处可以进行结构优化，减少材料使用量，可以考虑梁变细或者缩减壁厚.图4 静强度等效应力云图 Fig.4 Equivalent stress drawing of strength4.2 刚度分析4.2.1 弯曲刚度分析车架的弯曲刚度可以用车架在垂直载荷作用下产生的挠度来描述.弯曲刚度所加约束根据实际情况添加：车架与左前悬架连接处约束平动自由度UZ，车架与右前悬架连接处约束平动自由度UZ，UY，车架与左后悬架连接处约束平动自由度UX，UZ，以及车架约束与右后悬架连接处平动自由度UX，UY，UZ.在车架第5根横梁外加600 N的力，使车架发生弯曲变形.得到Von Mises等效应力云图如图5所示［9，16］.图5 弯曲刚度等效应力云图 Fig.5 Equivalent stress drawing of bending rigidity由弯曲刚度公式得［17］式中：EI为弯曲刚度，轴距a=3 060 mm，加载力F=600 N，由ANSYS分析的挠度f=0.7 mm.将以上数值代入式（1）中，求解得出弯曲刚度EI=5.1×105 N·m2.4.2.2 扭转刚度分析车架的扭转刚度可以用车架在扭转载荷作用下产生的扭转角来描述.扭转刚度所加约束根据实际情况添加：车架与右前悬架连接处约束平动自由度UZ，约束车架与左后悬架连接处UX，UZ，车架与右后悬架连接处约束平动自由度UX，UY，UZ，并在车架左纵梁悬架与车身连接点施加1 000 N的力，使车架发生扭转情况，因此得到Von Mises等效应力云图如图6所示.扭转工况等效应力云图表明，最大应力值为449 MPa，大于许用应力出现此应力集中的位置是在第2，第3根横梁与纵梁相接处.此处横梁应加粗，与纵梁应使用加厚焊［9，16］.由扭转刚度公式得［17］式中：CT为扭转刚度，MN·m2／rad；F=1 000 N为加载的集中载荷；L=800 mm为集中力产生的力矩；h=2.7 mm为载荷作用点处的挠度；a=3 060 mm为车架的轴距.将以上数值代入公式（2）中计算得到CT=7.25×105 MN·m2／rad.图6 扭转刚度等效应力云图 Fig.6 Equivalent stress drawing of torsional rigidity由于各种车型结构上的差别，还不能够合理地给出车架弯曲和扭转工况下的刚度定论，仍然需要对车架实施实际测试，这里只能给出大致的比较参数，为车架的优化和改进提供参考.5 结论1）进行有限元模态分析，获得了无阻尼自由振动下的前6阶振动频率，以及各个振动频率对应的振型.将有限元理论计算值与实验模态分析数据相比较，结果证明能在一定程度上避免共振现象发生，数据比较一致，误差较小，所构建的车架结构模型比较准确.与未经过正确性判定的实验值数据相比分析结果更为可靠，更能够直接作为车架动态设计的参考.2）求解计算得出车架的刚度和静强度分析，分析时间少，效率相对较高.分析应力应变云图可发现，车架的最大位移量和最大应力发生位置，对应力值远远小于屈服极限位置，可以采用减薄壁厚，节省材料；对应力超于许用应力值的位置，可以进行钢板加厚等措施，改善车架缺陷.综合以上分析结果，本文为车架的改进和优化提供了参考依据.参考文献：［1］Filho RRP，Rezende JCC，Leal MF，et al.Automotive frameoptimization［C］.12th International 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14110.16638/ki.1671-7988.2019.10.048基于ANSYS 的车架有限元模态分析任锦涛，李建军，杜明轩（长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064）摘 要：文章针对CTX BJ1151VPFG-S 车型，在ANSYS 仿真平台下对车架系统参数进行了整体设计，并完成了有限元静力学分析和模态分析，确保车架的总成性能与匹配性。

关键词：ANSYS 仿真；静力学分析；模态分析中图分类号：U463.32 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)10-141-03Finite Element Modal Analysis Of Frame Based On ANSYSRen Jintao, Li Jianjun, Du Mingxuan( Chang ’an University Automobile School, Shaanxi Xi ’an 710064 )Abstract: The article selects the Olympus CTX BJ1151VKPFG-S model, and designs the frame system parameters under the ANSYS simulation platform for the frame system of the whole vehicle, and completes the finite element static analysis and modal analysis to ensure the frame for assembly performance and matching. Keywords: ANSYS simulation; static analysis; modal analysisCLC NO.: U463.32 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)10-141-03前言车架作为汽车的承载部分，其结构的强度和刚度应满足具体的使用要求[1]。

ANSYS工程软件课程报告题目:角支架结构的静态分析。

摘要：角支架在家庭,办公室,医院,工厂,商店,超市,网吧,家具厂等等场所的使用广泛。

现在，做角支架结构的静态分析。

角架材质为A36刚，其杨氏模量为30E6，泊松比为0.27，厚度为0.5mm，左端上侧有一孔整个圆周被约束（焊接或固定），右下方有一孔，底部受线性分布荷载（见右图）。

用ANSYS分析平面应力问题。

关键字：角支架、ANSYS、静态分析。

内容：1、建立几何模型在前处理中首先选择rectangle绘制矩形，然后再circle中绘制实体圆，再通过布尔运算把他们加到一起，再通过布尔运算生成两个圆孔，然后再生成圆角，最后用布尔运算把他们加成一个整体。

建立的几何图形如右图：2、定义单元及材料实常数选择单元大类为Solid，接着选择Quad 8node 82单元，并在Option选项中将K3项改为Plane strs w/thk（平板应力）；在材料设置对话框中依次选择Structure、Linear、Elastic、Isotropic在弹出的对话框中分别输入弹性模量30e6，泊松比0.27。

在主菜单的前处理中选择Real Counstants、Add命令，在弹出的对话框中输入板厚0.5单击Ok完成。

3、划分网格运行前处理中的Mesh Tool命令，单击Global中的Set按钮，在弹出的单元尺寸对话框中输入0.4，单击Ok，单击Mesh划分网格，再出现的对话框中单击Pick All，结果如图：4、加载在左端的圆孔里施加位移约束，约束所有自由度，在右下方的圆孔里施加线性分布荷载如图所示：5、求解运行Solution下的Current LS命令，单击Ok按钮即可。

6、查看分析结果绘制变形图，等效应力图，X，Y方向应力图显示节点应力如下（1）变形图（2）等效应力（3）X方向应力图（4）Y方向应力图显示节点应力：在后处理中依次选择List Result》NodalSolution命令，在弹出的对话框中选择Nodal Solution》Stree》von Mises stree总合应力，单击Ok，节点应力数据如图：7、总结（1）采用ANSYS软件进行工程实际的应力分析是可行的，这样的方法不但可以节约成本减少浪费，而且操作灵活，节约时间，减少不必要的损失。