文档介绍：2008年第27卷 7月第7期机械科学与技术 MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineering July 2008 收稿日期:2007 0921 基金项目:国家自然科学基金项目(50645032)和江西省攻关科技计划项目资助作者简介:董学勤(1981-),硕士研究生,研究方向为汽车碰撞变形安全性仿真分析,pangpang_dong@ 董学勤基于Hyperworks的汽车车架有限元建模及刚度分析董学勤 1,辛勇 1,杨凡 2 ( 1南昌大学机电工程学院,南昌 330031; 2江铃集团,南昌 333001) 摘要:汽车结构性能依靠实验手段和研究人员的经验来实现是很困难的,有限元方法和软件技术在汽车结构分析中占据了非常重要的地位。本文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网格模型,然后在Nastran软件下进行计算求解,得出与实验极为相符的车架在静态载荷下弯曲位移数值曲线图,为其结构的改进设计提供了理论依据。通过计算机仿真结果与试验结果的对比可以看出:此方法的高效和准确,可广泛应用于车架的结构设计工程。关键词:网格;车架;有限元;刚度中图分类号:U467113 文献标识码:A 文章编号:1003-8728(2008)07-0905-04 OnFiniteElementMoldingofaVehiclecsFrameUsingHyperworks DongXueqing 1,XinYong 1,YangFan 2 ( 1SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,NanchangUniversity,Nanchang330031; 2JianglingMotorsCo.,Ltd.,Nanchang333001) Abstract:Takinganof-froadvehiclecsframeasanexample,wefirstestablishahigh-qualitygridfiniteelement ,andconnectthegridmodelsoftheassem- blypartsbytheone- withtheabovemodelsareingoodagreementwithexperimentalresults. Keywords:finiteelementmode;lHyperworks;vehicleframe;Nastransolver 随着社会的发展,汽车已经逐渐走入千家万户, 汽车无论是从数量还是质量都比以前有了很大的提高。但是汽车被动安全性问题始终是无法回避的现实。早期汽车结构性能和各种安全约束保护系统性能的检测几乎都依靠实验手段和研究人员的经验来实现,需要经历很长的周期和花费大量的资金[1]。而在现代汽车的设计、改进、开发过程中,降低成本与缩短时间始终是关注的核心问题。这就需要能够尽快、用尽可能小的代价了解汽车的碰撞规律,提高汽车的结果性能[2]。但是用理论分析的手段来解决汽车的结构性能问题几乎是不可能的,而采用有限元方法FEA(finiteelementanalysis)进行计算机模拟计算是一种行之有效的方法[3]。HyperWorks是一个优秀的网格前处理和拓扑优化分析软件,但是对零件刚度的分析功能不是很强,所以本文利用此软件建立高质量的网络有限元模型,然后通过Nas- tran软件对该模型的刚度进行求解,从而得出很好的分析结果。 1有限元模型的建立 111车架高质量网格的研究有限元仿真分析的基础是有限元分析前处理技术,而且计算分析结果的准确性很大程度上依赖于网格的质量。车架是承受整车载荷的主要部件,是由多个零件装配而成,整体结构相当复杂。所以要对车架做有限元分析从而得到较为准确的结果,首先就要得到高质量的网格模型。如图1是车架第一横梁的一段高质量网格图和其中一个网格的质量参数。其中翘曲度为0,长宽比11168,最短边长为机械科学与技术第27卷 91974mm,最长边长为111652mm,最小内角为 88147b,最大内角为91123b。本文车架网格全部采用壳体类型,具体质