文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
车架的有限元分析及优化
马迅盛勇生
湖北汽车工业学院汽车系, 442002
[ 摘要] 本文建立了某概念设计阶段的客车车架的有限元模型,利用计算出其前五阶固有
频率、振型及弯曲和扭转刚度;以总重量为目标,在动静刚度许可的范围内对其纵横梁的截
面尺寸进行了优化。验证了利用 ANSYS 对基于有限元法的概念性阶段的车架设计与优化的
可行性。
[ 关键词] 有限元分析车架优化
Finite Element Analysis and Structural Optimization of a
Vehicle Frame
MA Xun
Hubei Automotive Industries Institute, Automotive Dept., 442002
Sheng Yongsheng
Hubei Automotive Industries Institute, Automotive Dept., 442002
[ Abstract ] In this paper, a finite element model of a frame, which is on the phase of conceptual design, is
established using . The first five natural frequencies and corresponding mode shapes as
well as the static bending and torsional stiffness are calculated. Aiming at the minimum total
mass, the dimension of the longitudinal girder and cross girder of the frame are optimized in the
range of static and dynamic stiffness. The feasibility of the Structure design and optimization
based on the finite element method of the conceptual designing frame by means of ANSYS is also
proved.
[ Keyword ] Finite Element Analysis, Vehicle frame, Optimization
1 前言
有限元法是近五十多年随着计算机的发展而发展起来的适用于各种结构分析的一种极
为有效的方法,近年来在很多工程问题中得到了发展和应用。它将设计人员丰富的实践经验
与计算机高速精确的计算完美地结合在一起,大大提高了设计计算精度,缩短了产品开发时
间。
基于有限元法的车架设计流程为:根据设计任务书并参照同类车型车架确定初步的结构
方案;建立车架的实体模型;对实体模型进行网格剖分,建立车架的有限元计算模型(用于
结构选型的概念性设计阶段,大多采用空间梁单元模拟车架