基于ANSYS的汽车前桥结构强度实体建模
发表时间:2008-8-13  作者: 黄伟*项林*杨钢锋*何志坚    来源: 万方数据
关键字: ANSYS建模 有限元模型 汽车前桥 

以某型汽车的前桥结构为例,给出了在ANSYS中建立汽车前桥强度结构模型的过程。首先通过对前桥的结构分析,采用自下而上的建摸方法。结合ANSYS命令模式建立了前桥的强度结构的“壳”模型。

    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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责任编辑:赵蔓