汽车车架静态及模态分析-patran&nastran - 图文

汽车CAE作业说明文档

二、图1 为某车架结构简图。车架纵梁为槽钢(开口向内，且左右纵梁形心之间的间距为850mm)，横梁均为工字钢，左右对称，其尺寸见图1。车架材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7840kg/m3。 1) 求简支边界条件下（以前、后轴线处为支撑位置，如下图所示），该车架左右侧纵梁受垂直均布载荷q＝10kN/m 作用时的挠度； 2) 约束车架后轴线上的结点，在车架前轴线处左、右侧结点分别施加垂直向上、向下的载荷F＝0.1kN，如下图所示。计算前轴线处车架扭转角度； 3) 计算前 20 阶自由振动模态（计算自由振动模态不需任何约束）。 1 以壳单元进行计算过程如下

1.1 简支边界条件下挠度计算过程

1) 通过车架结构简图建立车架的三维实体，在槽钢和工字钢之间留有微小间隙1mm，然后

在hypermesh中选用抽取中面的方法得到车架的壳单元2D模型。如图1所示。

2) 在hypermesh中直接建立车架的Material,Property,输入壳单元的厚度0.0065m 。并将

Property assign 给车架，在2D模块中，选用AUTOMESH,尺寸选择0.05，进行网格划

分。如下图所示。

3) 将hypermesh中的结果文件以bdf的格式导出。然后在Patran中导入，进行约束和力的

加载，在MESH中，选择MPC，REB2，完成对车架横梁与纵梁交接处的焊接。完成后图形显示如下。

4) 车架左右侧纵梁受垂直均布载荷q＝10kN/m，选用Distributed Load加载没有成功，后

面选用Force进行加载，在Hypermesh中获知纵梁的节点数为136个。每个节点加载力

6.75?10000?496.3N。分析类型选择线性静力学分析。变形云图如下，最大

136扰度 w=3.21mm。 F?

1.2 车架扭转角度计算过程

1) 使用题1.1的壳单元模型，将约束和加载力改变，更改完成后加载结果如图所示。

2) 分析类型选择线性静力学分析。变形云图如下，最大扰度 w=0.319mm。

1.3 20阶自由振动模态计算过程

1) 选用题1.1的壳单元模型，去除力和约束，分析类型选择模态分析，在subcase设置模

态阶数为20阶。每阶振动频率及振行如图所示。

1-4阶振型图

5-12阶振型图

13-20阶振型图

2 以梁单元进行计算过程如下

2.1 简支边界条件下挠度计算过程

1) 直接在patran中建立1D梁单元，在代表横梁与纵梁的线之间留有1mm间隙。在Property

里面,将代表横梁的线段赋予工字钢，并输入相应尺寸。将代表纵梁的线段赋予槽钢，并输入相应尺寸。然后在Display 菜单中Load/BC/Elem项，选择3D fullspan，查看槽钢槽口方向并调整，完成几何模型的建立。

2) 完成对车架的约束，加载力时选择Distributed Load项，加载力为10000N，在MESH菜

单下选择MPC，REB2，将纵梁、横梁焊接在一起。加载结果见下图。

3) 选择线性静力学分析，变形云图如下所示。挠度 W=2.40mm。

2.2 车架扭转角度计算过程

1) 使用题2.1的梁单元模型，将约束和加载力改变，更改完成后加载结果如图所示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2iuh.html