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泡沫铝车架填充前、后静态特性的有限元分析二

日期:22-09-19     时间:04:03 来源: 益荣金属

泡沫铝车架填充前、后静态特性的有限元分析二

约束条件的确定
进行有限元分析时,为了使数值存在且其解唯一,必须消除车架结构的刚体位移,从而保证车架结构总刚度的矩阵非奇异。对节点进行正确的选择,并对其自由度加以边界约束是有限元分析的重要技能。车架是一个薄壁梁的几何结构,它在正常工作时,车轮所受的激振,通过悬架和板簧传到车架上,所以边界约束点确定在悬架板簧与车架连接处。对其约束六个方向的自由度。
载荷和边界条件的确定
应用有限元法进行分析时,载荷通常是给定的。根据不同的工况确定载荷,是保证有限元分析结果反映实际情况的前提。根据载荷在结构上的分布情况,可以分为集中载荷和分布载荷。当外载荷作用在结构很小的区域上时,可以把这种载荷认为是集中载荷。如果作用在结构上的载荷作用在定面积或长度上,则这种载荷分布载荷。根据载荷随时间是否变化来判断,又可将载荷分为动载荷与静载荷。当载荷大小、方向和作用点随时间发生变化时,那么这种载荷称为动载荷,而当仅仅是载荷作用点随时间发生变化时,被称作移动载荷。当载荷的大小、方向和作用点不随时间变化时,这种载荷被称为静载荷或固定载荷。在生成有限元计算模型时,载荷需要根据相应的工况来判断。该车身重量为640kg,根据车身车架的关系,车身的重量按均布载荷处理分配到车架上,发动机、油箱、蓄电池等按照集中载荷处理,施加在其相应的横梁部位。

车架的静力学分析
对车架的静力学分析,是指在车架满载的情况下,对其结构的刚度和强度进行的分析,以便得出最大载荷作用下的变形与应力。汽车车架必须要满足安全要求,即车架不会发生表面损坏,也不允许出现塑性变形或断裂。由于汽车的实际工况十分复杂,本文对泡沫铝填充前、后的车架进行正常行驶在平坦路面上的工况进行分析,即在四轮着地的条件下分析车架的应力分布和变形情况,从而找出填充后车架与填充前车架差异,并进行对比,从而找出填充后的车架模型是否拥有优势。在车架有限元模型的基础上,对车架进行约束和加载,得出填充前的车架与填充后的车架在弯曲工况下的应力图和位移图。填充前与填充后的车架在弯曲工况下的最大应力点均出现在车架的横梁与纵梁的交界处。因其受约束的影响而出现了应力集中的状况。所以可知,泡沫铝填充结构车架在质量减轻的同时具有更好的动态特性,完全符合汽车中的使用要求。

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