轻型汽车车架有限元分析毕业论文(编辑修改稿)

轻型汽车车架有限元分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

终得到节点位移的过程。 由于商用软件已经针对多种模型进行过验证运算，因此只需要按照提示输入各种条件，包括收敛的方法(在软件中，这常被称为求解器)等，计算机就可以进行计算，得到计算结果。 后处理是对计算结果（应力、应变或振型等）的整理，形成等应力线、变形图、振型图等，以及结果的输出。 3 建模和有限元软件的选择在本文的研究中，使用的是目前国际上最为通用的商用绘图软件Unigraphics Solutions(简称UGS)绘图软件和UGS的内部高级仿真模块NX. Nastran.3．1 UG的CAD功能简介本课题应用的是Unigraphics Solutions(简称UGS)绘图软件和 The Corporation(简称 MSC)有限元分析软件。 美国Unigraphics Solutions公司(简称UGS )的产品主要有为机械制造企业提供包括设计、分析到制造应用的Unigraphics(简称UG )软件，基于Windows的设计与制图产品solidedge，集团级产品数据管理系统iMAN、产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心parasolid在内的产品。 UG软件在航空航天，汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。 多年来，UGS公司一直在支持美国通用汽午公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时UG也是日木著名汽车零部件制造商DFNSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了应用，如Navistar,底特律柴油机厂、Winnebago和Rorbert Bosch AG等。 UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如3M, WillPemco, Biomes. Zirnmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex, Eureka和Arctic Cat}等。 UGS公司进入中国已经有16个年头了，在中国的业务有了很大的发展，中国己成为远东业务增长最快的国家。 2000年来UGS公司在中国的用户已超过800家，装机量达到3500多台。 随着我国计算机二维绘图技术的逐步普及，以三维实体建模为基础的计算机辅助零件设计、装配设计、运动分析、有限元分析、数控加工仿真与编程等方面的需求正在快速增长，很多工程设计人员已开始从使用二维CAD系统转向使用三维CAD系统。 可以相信，三维CAD系统必将逐步取代二维CAD系统而成为计算机辅助设计与分析的工具，掌握这一主流工具将迅速成为对工程设计人员的基本要求之一。 UG为最好的工业设计软件包括一个灵活的复合建模模块以及功能强大的逼真照相的渲染，动画和快速的原型工具，复合建模让用用户可在建模方法中选择。 创建实体(Solid )，曲面 (surface )、线框（Wireframe）及其于特征的参数化建模。 在本次建模中，主要用到的是实体建模部分，即Solid Modeling，下面概述实体建模部分（Solid Modeling）的基本功能实体建模 (Solid Modeling) UG/Solid Modeling是所有其它几何建模产品的基础。 u 实体操作1．利用实体体素∶块，圆柱，圆锥，球；2．布尔操作∶求和，求差，求交； 3．显示的面编辑命令∶移动，旋转，删除，偏置，代替几何体； 4．从拉伸和旋转草图外形生成实体； 5．为高级的相关定位的基准平面和基准轴。 u 片体和实体集成1．缝合片体到实体； 2．分割和修剪实体允许转换片体形状到实体； 3．从实体表面抽取片体。 u 特征编辑1．编辑和删除特征∶参数化编辑和重定位； 2．特征抑制，特征重排序，特征插入。 u 特征建模 (Feature Modeling) 特征建模设计可以以工程特征术语定义，而不是低水平的CAD几何体。 特征被参数化定义为基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑， 主要特征：1．面向工程的成形特征键槽，孔，凸垫，凸台、腔捕捉设计意图和增加生产率； 2．特征引用阵列矩形和圆形阵列在阵列中，个别的和所有特征是与主特征相关的。 u 倒圆和倒角 1．固定和可变的半径倒圆；2．能够倒角任一边缘； 3．设计的徒峭边缘倒圆不适合完全的倒圆半径但仍然需要倒圆。 u 高级建模操作1．轮廓可以被扫描，拉伸或旋转形成实体； 2．高级的挖空体命令在几秒钟内使实体变成薄壁设计。 如果需要，内壁拓扑将不同于外壁； 3．对共同的设计元素的用户定义特征User Defined Features。 u 自由形状建模 UG/Freeform Modeling用于设计高级的自由形状外形，或直接在实体上，或作为一独立的片体，除了它们不必闭合空间体积外，类似于实体。 片体建模完全与实体建模集成并允许自由形状独立建立之后作用到实体设计。 许多自由形状建模操作可以直接产生或修改实体。 自由形状片体和实体与它们定义的几何体相关，允许重访早期设计决策及自动更新下游工作。 1．自由形状构造功能强大的构造方法组∶直纹，扫描，过曲线，网格曲面，点，偏置曲面；自由形状可以定义以光顺通过多于外形；定义外形尖形拐角并可以包含不同数量的曲线, 外形可以由线框, 实体边缘, 或也可以是草图, 结果是参数化的自由形状；二次锥曲面与圆角；固定与可变半径圆角曲面。 2．操纵自由形状可以编辑定义的参数；数学参数(如rho或公差)及构造几何体可以重定义；通过下列任一方式直接操纵自由形状∶控制多边形、改变曲面阶数、曲面上点、边缘[23]。 3. 2 高级仿真模块介绍高级仿真是一种综合性的有限元建模和结果可视化的产品，旨在满足资深分析员的需要。 高级仿真包括一整套预处理和后处理工具，并支持多种产品性能评估解法。 高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持，这样的解算器包括 NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS 和 ABAQUS。 例如，如果您在高级仿真中创建网格或解法，则指定您将要用于解算模型的解算器和您要执行的分析类型。 本软件然后使用该解算器的术语或“语言”及分析类型来展示所有网格划分、边界条件和解法选项。 另外，您还可以解算您的模型并直接在高级仿真中查看结果；不必首先导出解算器文件或导入结果。 高级仿真提供设计仿真中可用的所有功能，还支持高级分析流程的众多其它功能。 * 高级仿真的数据结构很有特色，例如具有独立的仿真文件和 FEM 文件，这有利于在分布式工作环境中开发 FE 模型。 这些数据结构还允许分析员轻松地共享 FE 数据，以执行多种分析。 * 高级仿真提供世界级的网格划分功能。 本软件旨在使用经济的单元计数来产生高质量网格。 高级仿真支持补充完整的单元类型（1D、2D 和 3D）。 另外，高级仿真使分析员能够控制特定网格公差，这些公差控制着（例如）软件如何对复杂几何体（例如圆角）划分网格。 * 高级仿真包括许多几何体抽取工具，使分析员能够根据其分析需要来量身定制 CAD 几何体。 例如，分析员可以使用这些工具提高其网格的整体质量，方法是消除有问题的几何体（例如微小的边）。 * 高级仿真中专门包含有新的 NX 热解算器和 NX 流解算器。 o NX 热解算器是一种完全集成的有限偏差解算器。 它允许热工程师预测承受热载荷的系统中的热流和温度。 o NX 流解算器是一种计算流体动力学（CFD）解算器。 它允许分析员执行稳态、不可压缩的流分析，并对系统中的流体运动预测流率和压力梯度。 您可以使用 NX 热和 NX 流一起执行耦合热/流分析。 3．3 作为世界CAE工业标准及最流行的大型通用结构有限元分析软件，并为用户提供了方便的模块化功能选项，：基本分析模块（含静力，模态，屈曲，热应力，流固耦合及数据库管理等），动力学分析模块，热传导模块，非线性分析模块，气动弹性分析模块，DMAP用户开发工具模块及高级对称分析模块。 ，用户引进时可根据自身的经费状况和功能需要灵活的选择不同的模块和不同的解题规模，以最小的经济投入取得最大效益。 ，一旦用户需要可方便地进行模块或解题规模扩充，不必有任何其他的担心。 、加载方法、数据类型等功能做进一步的介绍：静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中/分布静力、温度载荷、强制位移、惯性力等）作用下的响应，并得出所需节点的位移、节力点、约束（反）力、单元内力、单元应力和应变能等。 该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 ，包括：均质各向同性材料，下交各向异性材料，各向异性材料，随温度变化的材料，方便的载荷与工况组合单元上的点、线和面载荷、热载荷、强迫位移、各种载荷的加权组合，可把载荷直接施加于几何体上。 此分析考虑结构的惯性作用，可计算无约束自由结构在静力载荷和加速度作用下产生准静态响应。 在静力分析中除线性外，主要分为几何非线性，材料非线性及考虑接触状态的非线性如塑性、蠕变、大变形、大应变和接触问题等。 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，：线性屈曲和非线性屈曲分析。 线弹性屈曲分析又称特征值屈曲分析；线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷，也可以用惯性释放；非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析，弹塑性失稳分析，非线性后屈曲（Snapthrough）分析。 在算法上。 该方法较其它有限元软件中所使用的限定载荷量级法具有更高的精确度和可靠性。 ，它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。 结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还可以考虑阻尼及惯性效应的作用。 ：正则模态及复特征值分析、频率及瞬态响应分析、（噪）声学分析、随机响应分析、响应及冲击谱分析、动力灵敏度分析等。 针对于中小及超大型问题不同的解题规模。 实际工程问题中，很多结构响应与所受的外载荷并不成比例。 由于材料的非线性，在结构中可能会产生大的位移、大转动，或多个零件在载荷作用下时而接触时而分离。 要想更精确地仿真实际问题，就必需考虑材料和几何、边境和单元等非线性因素。 、减少额外投资提供了一个十分有。