有限元分析软件ANSYS广泛应用于各领域。其前处理模块可方便地实现实体建模、参数化建模,支持各种可控制的有限元离散化,并可自动进行单元形态、求解精度检查;其分析计算模块可进行线性、非线性、断裂力学、寿命疲劳分析及多物理场耦合分析等等。因此,ANSYS用于前桥强度结构分析具有较强的适用性。下面就以某型汽车前桥结构为例,介绍在ANSYS中利用实体模型方法建模的全过程。 1 结构分析 前桥作为汽车的重要承载部件,通过悬架与车架(或承载式车身)相连,用以在车架(或承载式车身)与车轮之问传递铅垂力、纵向力和横向力。同时从动桥还要承受和传递制动力矩。本文分析的是断开式车桥结构,是由前轴、车架固定脚和引擎固定脚焊接而成,前轴主要承担汽车引起的大部分弯矩和剪力,为前桥结构的主要承力件,车架固定脚用来与车架固定并承受来自车架和车身的重力,并以压力形式施加到前轴上,引擎固定脚是用来固定引擎并承载引擎及其附件的重力,并以压力形式施加到前轴上,对前轴产生剪切作用。 2 单元属性选取 根据前桥机构特点可以采用壳单元模型来承载弯曲引起的拉、压轴力及弯曲和扭转引起的剪力。建立模型时,针对模型受力机构特点,可以选壳单元SHELLl63来承载弯曲引起的拉、压力及弯曲和扭转引起的剪力。同时根据材料输入相关参数、常数。 3 实体建模 在实体建模时,笔者采用自下而上方法来建模。先建立关键点(KeyPoint),连接关键点成线(Line),最后生成体(Volumes),即前桥的SheU63弹性壳模型。而前桥又是个对称模型结构,可以通过先建立一半的模型,然后用镜像复制来完成另一半的前桥模型实体。 3.1 创建关键点 通过在CAD中完成平面绘图后,使用Inquiry菜单,单击选择模型需要的各个点以获取坐标值,并做成如表1。把表中的数据转化到EXCEL中,再根据ANSYS中创建关键点的命令“K”(K命令:K,NPT,X,Y,Z)添加其余的数据列,做成如表2。  表1关键点坐标  表2 创建关键点坐标表  图1前轴各向点视图 此过程看似简单,但要注意的是点的编号顺序,以便后面步骤创建线和面做好准备。
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