车架有限元模型的建立和模态分析,  肇庆路灯维修车出租, 肇庆路灯维修车租赁, 路灯维修车租赁  有限单元法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按照一定方式相互联结在一起的单元的组合体。有限单元法作为数值分析方法的另一个重要特点是利用在每一个单元内假设的近似函数来分片地表示全求解域上待求的未知场函数。单元内的近似函数通常由未知场函数或及其导数在单元的各个结点的数值和其插值函数来表达。这样一来，一个问题的有限元分析中，未知场函数或及其导数在各个结点上的数值就成为新的未知量，从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。一经求解出这些未知量，就可以通过插值函数计算出各个单元内场函数的近似值，从而得到整个求解域上的近似解，近似解最后将收敛于精确解。

      ANSYS软件介绍ANSYS是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。本文中的车架几何模型就是在CATIA软件中建立然后导入到ANSYS中进行有限元分析的。求解模块包括结构分析（结构线性分析、结构非线性分析和结构高度非线性分析）、热分析、流体动力学分析、电磁分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可以模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。当ANSYS完成计算后，可以通过后处理器观察结果。ANSYS软件的后处理模块包括两个部分：通用后处理模块（POST1）和时间历程后处理模块（POST26。

      本文研究的对象为某6×4路灯车车架。该车架属于典型的边梁式车架，边梁式车架在商用车中被广泛采用，根据其形状特征，边梁式车架又称为梯形车架。本文研究的车架是由两根位于两边的纵梁和五根副梁及一组平衡悬架的平衡轴通过铆钉连接和螺栓连接组成的坚固构架。整个车架是前宽后窄的变宽结构。车架纵梁用低合金32钢板冲压而成，断面形状为槽型，其前后两端断面高度逐渐减小。在车架与货箱连接位置鞍座下方的纵梁外侧还铆接有副纵梁，以加强该部位的强度和刚度。第一根和最后一根横梁为箱型横梁，第二根、第三根和第四根横梁为工字型背靠背横梁，横梁与纵梁之间通过铆钉连接或螺栓连接，所有横梁与纵梁连接处都有角撑加强。车架主纵梁板厚8mm,副纵梁板厚8mm，横梁板厚7mm,纵梁与横梁的连接件厚度为7mm。

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       CATIA功能强大，操作方便，内容丰富，已经成为路灯车行业CAD设计人员的首选软件。本文研究车架的几何模型在CATIA软件中建立完成。在建立车架几何模型的过程中，做了一些简化工作。由于车架模型较大，为避免在之后的有限元计算时出现网格划分异常、计算时间过长和电脑死机等问题，在保证几何模型与实际车架严格相似的情况下，对车架结构进行了适当的简化处理。主要的简化原则：简化了驾驶室悬置、发动机悬置、电瓶箱、油箱等总成与车架连接件，强度分析时载荷直接加载到纵梁上的连接件上；将远离应力集中部位的过渡圆角简化为直角；忽略对结构变形和应力分布影响不大的构件，如线路孔、小孔、凸台等；忽略横梁和纵梁上的安装孔；忽略对车架整体结构影响较小的曲面、倒圆角等。简化后的车架几何模型。

      网格划分的一般步骤   1.建立并选取单元数据第一步是建立单元的数据，这些数据包括单元的种类（TYPE）、单元的几何常数（R）、单元的材料性质（MP）及单元形成时所在的坐标系统。2.设定网格建立所需的参数第二步最主要是定义对象边界单元的大小和数目。网格设定所需的参数，将决定网格的大小、形态。网格划分得较细也许能得到很好的效果，但是并非网格划分得越细，得到的结果就越好，还需要在计算精度和经济性之间找到合适的平衡点。 3.产生网格完成前两步后即可进行网格划分车架网格的划分,  将在CATIA中建立的简化后的车架模型转换成stp格式，导入到ANSYS经典界面进行几何清理和网格划分。在划分网格之前必须进行几何清理，在反复检查确定没有缝隙、重叠、错位等缺陷后方可进行网格划分，以确保一次成功。在几何模型的建立过程中，纵梁、横梁及其连接板的边角位置采用了很多倒圆角等圆滑过渡，但是在有限元的网格划分中，这些部位的网格不好划分，为降低网格划分的难度，更加快捷有效的进行网格划分，在几何清理中将这些对应力分布影响不大的倒圆角等圆滑过渡简化为直角连接或平面连接。在划分网格前，需要定义单元类型。由于车架的纵梁和横梁均为薄板结构(面板厚度小于板面尺寸的1/10)，因此选用壳（shell）单元来进行模拟，其中横梁和纵梁的连接为刚性Rigid连接。驾驶室悬架、动力总成、油箱、板簧等与车架的连接件以及平衡轴处厚度较大结构相对复杂，因此选用实体单元（solid）来进行模拟。由于本文研究车型后悬架选用等臂式平衡悬架，在后面的疲劳分析时平衡悬架的载荷谱选择直接作用在平衡轴上，因此在对车架进行有限元分析时，我们只需要对前悬架进行模拟。根据实际情况，选用软件中提供的弹簧（Spring）单元和梁（Beam）单元来模拟前悬架。网格划分时选用自由网格划分的方法，即在网格划分工具（MeshTool）中选择SmartSize。对纵、横梁等的板壳单元进行网格划分时，在平面规整处自动选用正四方形网格为优先网格，在结构复杂连接处自动选用不规则的四方形网格或者三角形网格。对实体单元进行网格划分时选用四面体或六面体网格。自由网格划分完成后，还需检查网格质量，在一些网格不合格处再进行优化网格划分，以获得更好的网格质量，为有限元模型的精确分析提供有力的保障。网格边长平均尺寸为20mm。最终我们得到了车架有限元模型，共有284811个节点，270642个板壳单元，2242个四面体单元，4个弹簧单元和2个梁单元。

      车架的模态分析基础车架的静力分析研究的是车架在静载荷下的强度和刚度分析。但是，在路灯车实际的行驶过程中，车架受到的载荷大多数为动载荷，而动载荷比静载荷对车架的破坏作用要大的多，因此必须对车架进行模态分析，对车架进行模态分析的主要目的是获取车架的固有频率和固有振型，研究车架的振动特性，为后面的疲劳分析提供分析依据。http://www.zhaoqingdiaolanchechuzu.com/

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