文档介绍：基于UG的某电动三轮车车架有限元分析
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摘 要：在公司某款电动三轮车车架开发过程中引入有限元分析技术，应用UG 、制动、转弯三种典型工况下进行静态分析，并进一步对电动三轮车车架进行模态分析，分析结果对研发设计提供了理论依据，同时为后续车架改进设计提供了技术指导。
关键词：电动三轮车车架;UG;有限元分析
Abstract： The finite element analysis technology is introduced into the development of an electric tricycle frame. UG is applied to the static analysis of the electric tricycle frame under three typical working conditions of bending， braking and turning， and the modal analysis of the electric tricycle frame is further carried out. The analysis results provide a theoretical basis for the research and development of the design， and provide technical guidance for the subsequent frame improvement design.
Key Words： electric tricycle frame;UG;finite element analysis
0 引言
现阶段电动三轮车行业在研发设计过程中存在粗放式设计的现象，凭借研发设计人员的经验主导产品研发，待车型开发完毕制作样车进行可靠性验证，通过实验验证确定产品是否满足性能要求。这种凭经验的粗放式设计导致产品研发周期过长，无法快速应对市场的需求，同时已跟不上电动三轮车市场产品更新的速度。
根据电动三轮车市场的多变形势，公司研发部门快速响应，在某款电动三轮车车架研发过程中引入有限元设计手段，分别对电动三轮车车架进行静态和模态分析，分析结果对研发设计提供了理论依据，同时为后续车架改进设计提供了技术指导，从而达到缩短研发周期，降低产品成本的目的。
1 车架三维模型建立
公司研发设计的某款电动三轮车车架采用边梁式结构，车架主要是由前斜梁、左右纵梁、中纵梁、前横梁、中横梁、后横梁等通过焊接组合而成。车架大部分材料为管类和板类折弯件。在确保后续有限元分析结果的准确性前提下，根据有限元分析简化原则[1-2]，本文对车架进行了简化，取消掉了部分安装配合的孔和局部线束压线卡等小零件，根据设计方案，在UG ，如图1所示，对应零部件明细如表1所示。
2 有限元模型的建立
设置材料属性
本文研究的某款电动三轮车车架主要是由管类件和板类件构成，材料均为Q235A，其材料属性见表2。
定义单元类型、连接和焊点处理
电动三轮车车架的大部分零部件其材料壁厚远小于该零件的其它尺寸，为此参照有限元分析单元选取规范，本文在建模时采用薄壳单元[3-5]。
本文研究的电动三轮车车架通过二氧化碳氣体保护焊将各零部件焊接在一起，为此在UG “面面粘连”和“边面粘连”将车架各零部件连接。同时对于车架主要承重件，驾驶员、动力源、车箱及满载货物通过集中质量的方式与车架安装接触面相连接。
网格划分
网格划分是有限元分析里重要的一个环节，网格划分的质量直接影响分析的精度和计算成本[6]。本文所研究车架采用2D四边形单元进行网格划分，该车架有限元模型共计115 503个单元，117 441个节点。完成的电动三轮车车架有限元模型如图2所示。
3 有限元分析
静态分析
本文研究的电动三轮车主要使用场景为城乡短途物流运输、蔬菜水果批发市场的物流运输环境。为了充分模拟该款车型的使用工况，本文针对车辆满载弯曲工况、满载制动工况、满载转弯工况进行有限元分析。
本文研究的电动车车架载荷主要是由