某自卸车副车架的有限元分析
随着国家经济发展的越来越快，自卸车因为能承受的重量较大，装车卸货容易所以能被广泛的使用，但是有一点不好的是这种车经常工作在建筑工地或者矿山等路况非常差的地方，难免会出现一点故障。副车架是自卸车至关重要的部件，其在外力作用下承受永久变形的能力等其他性能影响着整个车的性能和寿命。本课题我是把某自卸车副车架作为我本次研究的对象，最先要做的就是画图，本文我是用SolidWorks来画它的三维图，第二步要做的就是把画好后的它对的模型导入到ABAQUS这个有限元分析软件中，分别对其进行举升这种工况下的静态特性的分析和动态特性的分析。从分析结果中看看其结构的上的强度和刚度能不能满足其结构设计一开始所要达到的要求，分析结果的数据可以让我们发现其薄弱的地方，为以后自卸车的副车架的改优提供了实质性的理论依据。关键词 副车架，静力分析，动力分析
目 录
1 引言1
1.1 课题研究的背景 1
1.2副车架的发展和研究的现状 2
1.3 本课题主要研究内容 3
2 有限元法的概述及其应用软件的介绍3
2.1 有限元法的简单介绍 3
2.2 软件ABAQUS的介绍 5
2.3 建模软件SolidWorks的介绍 7
3 副车架结构的静力分析8
3.1自卸车的设计的参数 8
3.2副车架的静态分析 8
3.3本章小结 16
4 副车架的模态分析 16
4.1有限元模型的建立 17
4.2分析步的设定 17
4.3 施加必要的边界条件并求解18
4.4 结果的分析18
4.5 本章总结 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 引言
在汽车行业最早发展的时候，人们对于汽车的设计主要是来源于一些经验或者试验的模拟，需要不停的花时间制造，然后验证做试验，修改然后再设计。这种方法不仅缺少科学的依据性，而且还浪费大量地人力和财力。随着时代的进步，很多CAE的软件被应用到汽车行业当中，让汽车的设计发生了极大的变化。这里面应用的最广范的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
就属有限元分析法。
而作为汽车行业中重要部件之一的副车架，它本身的一些力学性能需要经过一些对应的试验才能够得出，我们运用有限元分析的方法来判断设计是否合理，然后再用试验来验证分析这个设计是否可靠，当今汽车行业把汽车的设计，及计算机的仿真还有设计的试验完整的结合在一起，减少了开发的周期。
简单的来说有限元就是一种计算上的方法，只不过在现在很多人用它，它之所以发展的这么快是因为在结构的分析上比较好，并且它是非常重要的一部分在计算甲辅助工程的应用上，现在应用在了机械行业中零件的设计和汽车构件中的静力学分析，还有动力学分析还有一些安全性的分析等其他好多方面，而且在高技术以及涉及道德航天工程这些领域也应用的非常广泛。
1.1 课题研究的背景
我们认识的自卸汽车简单的被叫做翻斗车，它是用我们学过的液压或者机械装置的升起来自动进行卸下货物的车辆，常常被用在路面状况不好的地方，或者建筑的工地上，还有在矿山上，它可以用来运输石子，土，还有大型的建筑材料等，因为在它是举升的状态下的时候也就是在卸货的时候，人们不需要像以前一样那么辛苦，大大降低了我们自己动手的劳动力，而且降低了成本，还加强了效率。经济的发展让自卸车被应用的更加广泛，越来越多的使用它来运输，加上自卸车本身工作的环境是在恶劣的地方，有时候路况可谓是差到极致，如果再加上超载，在行驶过程中往往会发生故障。
自卸车能被使用的时间长短是由车在受力时能够抵抗弹性变形的能力，具体在什么情况下使用，货物承载的多少等多方面的因素决定的。副车架是自卸汽车做主要的组成部分之一，无论是在路况好的时候还是在弯曲不平的路上行驶的时候，都是要承载对应的载荷的，这样会非常容易发生弯曲的变形，如果变形在更糟糕的是会断开，这样难免不会发生意外，经济也会有所损失。
因为这个问题，很多国家的工程师在研究其会产生断裂的原因，尽量在延长汽车的使用寿命，本课题把某自卸汽车作为对象，分析其在举升工况下行驶时的受力的情况，对它进行静态特性分析和动态特性分析，由分析结果看出其结构是否存在着薄弱的环节，为以后工程师的进一步优化给予了理论上的依据。
1.2 副车架的发展和研究的现状综述
在我们国家把有限元应用在汽车的产品的设计上比国外晚了点，特别是在用有限元法对某些产品进行改优的时候发展的更晚。在美国的1970年的时候就把有限元的分析方法加入到了汽车零部件分析中了，这是最早用其对汽车的零部件的结构开始了静力的强度的分析，这是预示着把有限元的分析当做基础的汽车零部件设计和分析的开始，由分析得出来的结果，取得了车架轻量化的良好的研究结果。经过多年之后的发展，国外有很多汽车公司建立了计算机辅助的分析的系统。在1980年以来，由于计算机技术在人们的研究下发展的越来越好，计算的方法也在不停的更新，特别是在有限元分析的建模上变得更加准确，精细。其规模也从原来的好几十，好几百容易的单元逐渐增加到现在的好几百个复杂的单元。在1999 年的时候，以Kim,H,S为代表的几个外国人用有限元法对车架在静力存在的作用下为什么会失效进行了有效的分析，还建立了车架的模型，还分析了它的模态频率等，从分析的结果中找出不足的地方然后进行修改，最后指导了对于车架的进一步的开发和更进一步的分析。
总得来说国外在汽车制造方面非常看重用有限元法，在汽车一些非常重要的零部件上的分析上，特别是应用比较广泛的主车架、副车架等。而且在其身上的研究都取得了非常之大的进步，取得了非常丰富的科学研究成果。国外在汽车上的研究历史将近有一百年，特别是在车身的设计积累了很多丰富的经验，有着相对于国内完整的设计的流程和数据库。
在我们国家大概是在70年代末的时候研究者才将有限元法用在了汽车部分结构的设计的分析中的，比起国外还是相对晚了一点，在目前看来，在国内对于副车架进行的有限元的分析和优化上也已经取得了极多的成果了，但是对于其在静态特性上的分析和在动态特性的分析方面比起国外的发展起步晚了许多。在八十年代的后期时候，随着计算机在设计过程的速度上变的越来越快了，开始有运用有限元分析法的汽车工程师在做设计的时候对车架的模型进行了两种分析，分别是静态和模态。在1999年的时候，我国有个冯姓的教授用这个有限元的分析的方法对大型客车的车身上面的骨架部分分别在它弯曲的工况下的时候，然后在弯扭的工况下的时候，最后在卸载工况下的时候进行了强度和刚度的一系列分析，得出了该车应力分布的大致的规律，为对后面进行轻量化的研究提出了初步的一些意见。
目 录
1 引言1
1.1 课题研究的背景 1
1.2副车架的发展和研究的现状 2
1.3 本课题主要研究内容 3
2 有限元法的概述及其应用软件的介绍3
2.1 有限元法的简单介绍 3
2.2 软件ABAQUS的介绍 5
2.3 建模软件SolidWorks的介绍 7
3 副车架结构的静力分析8
3.1自卸车的设计的参数 8
3.2副车架的静态分析 8
3.3本章小结 16
4 副车架的模态分析 16
4.1有限元模型的建立 17
4.2分析步的设定 17
4.3 施加必要的边界条件并求解18
4.4 结果的分析18
4.5 本章总结 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 引言
在汽车行业最早发展的时候，人们对于汽车的设计主要是来源于一些经验或者试验的模拟，需要不停的花时间制造，然后验证做试验，修改然后再设计。这种方法不仅缺少科学的依据性，而且还浪费大量地人力和财力。随着时代的进步，很多CAE的软件被应用到汽车行业当中，让汽车的设计发生了极大的变化。这里面应用的最广范的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
就属有限元分析法。
而作为汽车行业中重要部件之一的副车架，它本身的一些力学性能需要经过一些对应的试验才能够得出，我们运用有限元分析的方法来判断设计是否合理，然后再用试验来验证分析这个设计是否可靠，当今汽车行业把汽车的设计，及计算机的仿真还有设计的试验完整的结合在一起，减少了开发的周期。
简单的来说有限元就是一种计算上的方法，只不过在现在很多人用它，它之所以发展的这么快是因为在结构的分析上比较好，并且它是非常重要的一部分在计算甲辅助工程的应用上，现在应用在了机械行业中零件的设计和汽车构件中的静力学分析，还有动力学分析还有一些安全性的分析等其他好多方面，而且在高技术以及涉及道德航天工程这些领域也应用的非常广泛。
1.1 课题研究的背景
我们认识的自卸汽车简单的被叫做翻斗车，它是用我们学过的液压或者机械装置的升起来自动进行卸下货物的车辆，常常被用在路面状况不好的地方，或者建筑的工地上，还有在矿山上，它可以用来运输石子，土，还有大型的建筑材料等，因为在它是举升的状态下的时候也就是在卸货的时候，人们不需要像以前一样那么辛苦，大大降低了我们自己动手的劳动力，而且降低了成本，还加强了效率。经济的发展让自卸车被应用的更加广泛，越来越多的使用它来运输，加上自卸车本身工作的环境是在恶劣的地方，有时候路况可谓是差到极致，如果再加上超载，在行驶过程中往往会发生故障。
自卸车能被使用的时间长短是由车在受力时能够抵抗弹性变形的能力，具体在什么情况下使用，货物承载的多少等多方面的因素决定的。副车架是自卸汽车做主要的组成部分之一，无论是在路况好的时候还是在弯曲不平的路上行驶的时候，都是要承载对应的载荷的，这样会非常容易发生弯曲的变形，如果变形在更糟糕的是会断开，这样难免不会发生意外，经济也会有所损失。
因为这个问题，很多国家的工程师在研究其会产生断裂的原因，尽量在延长汽车的使用寿命，本课题把某自卸汽车作为对象，分析其在举升工况下行驶时的受力的情况，对它进行静态特性分析和动态特性分析，由分析结果看出其结构是否存在着薄弱的环节，为以后工程师的进一步优化给予了理论上的依据。
1.2 副车架的发展和研究的现状综述
在我们国家把有限元应用在汽车的产品的设计上比国外晚了点，特别是在用有限元法对某些产品进行改优的时候发展的更晚。在美国的1970年的时候就把有限元的分析方法加入到了汽车零部件分析中了，这是最早用其对汽车的零部件的结构开始了静力的强度的分析，这是预示着把有限元的分析当做基础的汽车零部件设计和分析的开始，由分析得出来的结果，取得了车架轻量化的良好的研究结果。经过多年之后的发展，国外有很多汽车公司建立了计算机辅助的分析的系统。在1980年以来，由于计算机技术在人们的研究下发展的越来越好，计算的方法也在不停的更新，特别是在有限元分析的建模上变得更加准确，精细。其规模也从原来的好几十，好几百容易的单元逐渐增加到现在的好几百个复杂的单元。在1999 年的时候，以Kim,H,S为代表的几个外国人用有限元法对车架在静力存在的作用下为什么会失效进行了有效的分析，还建立了车架的模型，还分析了它的模态频率等，从分析的结果中找出不足的地方然后进行修改，最后指导了对于车架的进一步的开发和更进一步的分析。
总得来说国外在汽车制造方面非常看重用有限元法，在汽车一些非常重要的零部件上的分析上，特别是应用比较广泛的主车架、副车架等。而且在其身上的研究都取得了非常之大的进步，取得了非常丰富的科学研究成果。国外在汽车上的研究历史将近有一百年，特别是在车身的设计积累了很多丰富的经验，有着相对于国内完整的设计的流程和数据库。
在我们国家大概是在70年代末的时候研究者才将有限元法用在了汽车部分结构的设计的分析中的，比起国外还是相对晚了一点，在目前看来，在国内对于副车架进行的有限元的分析和优化上也已经取得了极多的成果了，但是对于其在静态特性上的分析和在动态特性的分析方面比起国外的发展起步晚了许多。在八十年代的后期时候，随着计算机在设计过程的速度上变的越来越快了，开始有运用有限元分析法的汽车工程师在做设计的时候对车架的模型进行了两种分析，分别是静态和模态。在1999年的时候，我国有个冯姓的教授用这个有限元的分析的方法对大型客车的车身上面的骨架部分分别在它弯曲的工况下的时候，然后在弯扭的工况下的时候，最后在卸载工况下的时候进行了强度和刚度的一系列分析，得出了该车应力分布的大致的规律，为对后面进行轻量化的研究提出了初步的一些意见。
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