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      泡沫鋁車架填充前、后靜態(tài)特性的有限元分析二

      日期:22-09-19     時間:04:03 來源: 益榮金屬

      泡沫鋁車架填充前、后靜態(tài)特性的有限元分析二

      約束條件的確定
      進行有限元分析時,為了使數(shù)值存在且其解唯一,必須消除車架結(jié)構(gòu)的剛體位移,從而保證車架結(jié)構(gòu)總剛度的矩陣非奇異。對節(jié)點進行正確的選擇,并對其自由度加以邊界約束是有限元分析的重要技能。車架是一個薄壁梁的幾何結(jié)構(gòu),它在正常工作時,車輪所受的激振,通過懸架和板簧傳到車架上,所以邊界約束點確定在懸架板簧與車架連接處。對其約束六個方向的自由度。
      載荷和邊界條件的確定
      應(yīng)用有限元法進行分析時,載荷通常是給定的。根據(jù)不同的工況確定載荷,是保證有限元分析結(jié)果反映實際情況的前提。根據(jù)載荷在結(jié)構(gòu)上的分布情況,可以分為集中載荷和分布載荷。當外載荷作用在結(jié)構(gòu)很小的區(qū)域上時,可以把這種載荷認為是集中載荷。如果作用在結(jié)構(gòu)上的載荷作用在定面積或長度上,則這種載荷分布載荷。根據(jù)載荷隨時間是否變化來判斷,又可將載荷分為動載荷與靜載荷。當載荷大小、方向和作用點隨時間發(fā)生變化時,那么這種載荷稱為動載荷,而當僅僅是載荷作用點隨時間發(fā)生變化時,被稱作移動載荷。當載荷的大小、方向和作用點不隨時間變化時,這種載荷被稱為靜載荷或固定載荷。在生成有限元計算模型時,載荷需要根據(jù)相應(yīng)的工況來判斷。該車身重量為640kg,根據(jù)車身車架的關(guān)系,車身的重量按均布載荷處理分配到車架上,發(fā)動機、油箱、蓄電池等按照集中載荷處理,施加在其相應(yīng)的橫梁部位。

      車架的靜力學分析
      對車架的靜力學分析,是指在車架滿載的情況下,對其結(jié)構(gòu)的剛度和強度進行的分析,以便得出最大載荷作用下的變形與應(yīng)力。汽車車架必須要滿足安全要求,即車架不會發(fā)生表面損壞,也不允許出現(xiàn)塑性變形或斷裂。由于汽車的實際工況十分復(fù)雜,本文對泡沫鋁填充前、后的車架進行正常行駛在平坦路面上的工況進行分析,即在四輪著地的條件下分析車架的應(yīng)力分布和變形情況,從而找出填充后車架與填充前車架差異,并進行對比,從而找出填充后的車架模型是否擁有優(yōu)勢。在車架有限元模型的基礎(chǔ)上,對車架進行約束和加載,得出填充前的車架與填充后的車架在彎曲工況下的應(yīng)力圖和位移圖。填充前與填充后的車架在彎曲工況下的最大應(yīng)力點均出現(xiàn)在車架的橫梁與縱梁的交界處。因其受約束的影響而出現(xiàn)了應(yīng)力集中的狀況。所以可知,泡沫鋁填充結(jié)構(gòu)車架在質(zhì)量減輕的同時具有更好的動態(tài)特性,完全符合汽車中的使用要求。

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