ANSYS汽车D柱加强版和座椅横梁结构件刚度分析

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摘要结构件的刚度控制对于车辆整体性能和力学参数的确定至关重要。刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力，是材料或结构弹性变形难易程度的表征。它的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。本文针对汽车的结构件（D柱加强版和座椅横梁）分别进行了静态力学分析和模态分析。通过实际工况中结构件的受力特点，利用有限元软件进行仿真分析和计算。计算结果显示，所设计的结构件基本能够满足车辆自身刚度要求，在某些部位还存在继续改进和提高的空间。41951

本文共有图35幅，表2张。

毕业论文关键词：结构件刚度有限元分析应力分析模态分析

Structural member stiffness analysis

Abstract

The stiffness control of structural members is very important for the whole vehicle performance and mechanical parameters. Stiffness refers to the ability of the material or structure to resist elastic deformation in the stress, is the material or structural elastic deformation of the degree of difficulty of the characterization, the stiffness of the material is usually measured by elastic modulus E. In the elastic range, the stiffness is proportional to the load and displacement of the part, which is the force required to cause the unit displacement. It is called the reciprocal of flexibility, displacement caused by unit force. Static mechanics analysis and modal analysis are carried out for the structure of the automobile (D column reinforced plate and the seat cross beam), respectively. Based on the mechanical characteristics of the structure in the actual working conditions, the finite element software is used to simulate and analyze the structure. The calculation results show that the designed structure can meet the requirements of the vehicle's stiffness, and there are still some space to improve and improve in some parts.

There are 35figures and 2 tables in this paper.

Key Words: Structural member stiffness finite element analysis Stress analysis modal analysis

摘要-Ⅰ

Abstract-Ⅱ

目录Ⅲ

正文Ⅳ

1 绪论1

1.1汽车零部件发展史1

1.2汽车D柱的国内外研究现状1

1.3汽车座椅横梁的国内外研究现状3

1.4研究目的和意义4

2结构件建模5

2.1有限元法的历史及发展历程5

2.2 ANSYS的前处理模块7

2.3分析计算模块7

2.4后处理模块7

3 静力学分析8

3.1 有限元法的特点8

3.2 基于ANSYS的有限元建模8

3.3 有限元分析具体步骤9

3.4 静力分析求解步骤21

4模态分析34

4.1概述34

4.2 Workbench模态分析步骤34

5结论46

参考文献48

1 绪论

1.1 汽车零部件发展史

汽车产业对于现在的社会来说是一个非常庞大的工业产业，汽车产业和普通产业最大的区别就是汽车产业是各个产业高度集中化的表现，需要很多相关的专业协助它，和他进行配套，从而汽车产业还衍生出了很多别的很多产业，例如：轮胎，方向盘，汽车内饰，汽车音响等等。一直以来，汽车产业都是各个国家重点发展和重视的产业，对于我国来说，虽然现在对于汽车行业取得了一点成绩，目前，我国的汽车产量在全世界来说居于领先的地位，不得不说的是汽车工业现在对于我国国民经济发展的做出的贡献也是越来越大了。现代社会越来越多的人已经有了私家车，生活水平的不断提高使得汽车产业也应该随着人们生活水平的提高而提高。并且非常广泛的使用于电子产品的开发与研制的领域。在汽车行业中，由于我们国家的起步比较晚，所以相比于发达国家我们还是有一定的差距，尤其是其中的汽车加强板和座椅横梁的方面。再者因为有限元分析方法在汽车开发的过程中对汽车加强板中各零部件的分析：复杂的受力情况时候的分析，有限元分析法在国外得到了非常迅速的发展，它的作用领域也不仅仅是对机械产品的应力分析，而是把它扩大到了更加大的领域。一定程度上丰富了汽车设计方面的方式跟方法，也为其他的机械产品的开发提供很好的帮助。虽然我国汽车行业的起步比较晚，但是在有限元分析方面，却通过了大量的生产积累了很多的经验，尤其是在加强板和座椅横梁的领域而对加强板这种结构的分析方面，加强板模型的建立可以从以下几个方面来归纳总结：第一是加强板建模：我国在加强板建模方面，主要采用的就是分化机体模型的方法，就是把机体的各个部分分离开来，单一的进行有限元的分析跟计算。这在一定的程度上降低了工作量也提高了计算机计算的效率。但是它的弊端就是由于把各个零部件细化从而导致对整体性能分析方面出现误差，严重的后果就是与之前设计好的模型不一样，数据上会出现一定的偏差，非常不利于产品的生产。