1车架ANSYS建模过程

1、一、ANSYS 建模选择 Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS,出现 图2.1的对话框,输入第1点的坐标。然后点Apply 0依次输入纵梁的各个坐标。 结果如图2.2。图2.1生成点对话框MOT?TW FRBKT / ZOTXi>Wl?K七” E i ft fcJ-H E tl *1* 0 I *i* IF K rip iB« IkdM !： Cl" E1fe k r R rfvrl -1图2.2生成的纵梁关键点h! 一I LIANiw T N 口”13701K*?*tr«ck Qm

2、I图2.4车架骨架关键点jJJ_图2.3横梁关键点建立第3, 4, 5, 6横梁在纵梁上的关键点。选择 MainMenuPreprocessorModeling CreateKeypointsIn Active CS命令。copy 各个横梁 的点，以建立横梁翼板。选择 Main MenuPreprocessorModelingCopyKeypoints, 建立了图2.3中横梁关键点。B田 FrttTWfs缶itl i-tivJiiMi10 4«Mr iJ *11*” 位 TimjEmi. Tvxrrv 01 t*i*u n|tl 目 W h 口将现所有点向Y轴的负方向偏移100mm,

3、仍然用copy命令。然后将所有 点镜像 Main MenuPreprocessorModelingReflectKeypoints以 xz 平面为镜象中 心。结果如图2.4。基本生成了 NJ1030车架骨架点模型。XKT： B«ih V-hij国 Fr«trve«%sair(3附”,k”IQ TimKiii!i. fvxtp«-Q> l|Tflf-laQ KM T«tl 科U»i HH TtH Va>i tpi 相4ftSUNB m i.4>l*c D ii BI 通图2.5车架轮廓将所有的关键点连接生成线（必须依次

4、连接并且都在同一平面内）并如图2.5 所示：Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesStraight Line将所有的线连接生成面（必须依次连接并且都在同一平面内），结果如图2.6 : Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy Lines。为了将车架所有的面连接起来以进行网格划分和对梁厚度的不同的设立， 需要将所有的面粘合起来。选择 Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansGlueAreas±i现对 话框，选择Pick ALL即可。图2

5、.6 NJ1030车架骨架几何模型至此NJ1030车架的有限元模型以在 ANSYS中建立成功。、ANSYS中车架模型的网格划分1 .单元的定义选择Main MenuPreprocessorElement Typ酣击彳4至U Element Types寸话框。单 击Add按钮，出现Library of Element Types对话框（如图2.9所示）。本车架结构 为梁架结构，建议采用SHELL 93单元。选择相应的单元类型，单击 OK按钮。单 元 Close。图 2.9 Element Types对话框2 .设定实常数选择 Main MenuPreprocessorReal Constants

6、Add/Edit/Delet命令，弹出 Real Constants对话框，单击Add按钮添加参数。弹出实常数所属类型设置对话框以 后，确认要添加的实常数所属单元类型为 SHELL93 ,单击OK按钮，弹出如图 2.10所示的参数设定对话框，将Shell thickness at node I TK（I）参数设置为“2” （为set1的参数）。图2.10厚度参数设定对话框3 .定义材料属性选择 Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models 命令，弹出如 下图2.11所示的材料属性定义对话框 1,在Material Models Avail

7、able框中选择 StructuralLinearElasticIsotropic项。出现如图2.12所示的材料属性定义对话框2后，设定杨氏弹性模量EX为“2E5”，设定泊松比PRXY为“0.3”。单击OK 按钮退出图2.12所示的材料属卜t定义对话框2。选择图2.11材料属性定义对话 框1中的StructuralDens计y项。弹出图2.13材料属性定义3对话框后,设定密 度DENS为“7.856E-9"。单击OK退出图2.13材料属性定义对话框3。图2.11材料属性定义对话框1图2.12材料属性定义对话框2图2.13材料属性定义对话框34 .文件保存选择UtiHty MenuFi

8、leSave As命令，弹出如下图2.14的对话框。在SaveDatabase to文本框中输入自定义的文件名“file",然后单击OK按钮图2.14文件保存5 .生成网格选择 Main MenuPreprocessorMeshingMeshToo命令，弹出如下图 2.15 所 示的MeshTool对话框。然后单击上面的set按钮，出现如下图2.16所示的对话 框，在Real constant set numbe对话框中选择1,用来定义即将要被划分网格的 梁的厚度，单击OK按钮。然后在图2.15对话框中进行以下操作。开启智能网格划分器（Smart Sizing）,将精度设置为3级（精

9、度等级越高， 获得的网格越好，但消耗的计算机资源越多）确认 MeshTool的各项为：Areas, Quad （四面结构），Free单击Mesh弹出拾取对话框以后选取横梁所有的面（除 第一横梁的前端面）。单击Apply,网格划分好后，再在图 2.15对话框中单击 set按钮，出现图2.16对话框后，再在Real constant set number寸话框中选择3, 单击OK按钮，接着完成上同上的操作，将第一横梁的前端面划分好网格。如上步骤，再在图2.17对话框中单击set按钮，出现图2.16对话框后，再 在Real constant set number寸话框中选择2,完成同样操作后，选取所

10、有的纵梁 面进行纵梁网格的划分。图2.15网格划分工具对话框图2.16网格属性对话框至此，NJ1030货车车架的网格划分已全部完成。具结果如图 2.17所示:图2.17网格划分图6 .网格细化如果用户对网格划分基本满意但希望在某个区域划分更多的单元，可在选 定的节点、单元、关键点、线或者面附近细化局部网格，这些选顶图元附近的单元被分裂以生成新的单元选择 Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool命令，弓M出图 2.15所示的MeshTool对话框。单击Refine at选择框中选择细化种类为单元，单击Refine按 钮。选择所需要细化的单元进行网格细化。三、车架模

11、型边界约束的模拟1 .加载考虑车架承受的自身重力和满载时的最大总质量，受力均匀分布在车架上 （选择车架上12个均匀分布的点作为加载点）。具体操作步骤如下，选择MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOn Nodes 命令。 选择如下图的12个点，加上相等的力：F=-3490*9。8*1.2*3.0/12=-10260N （1.2 为安全系数，3.0位动载系数，3490为满载质量，应为力方向与坐标Z方向相反，所以为负值）。加载重力加速度：选择 Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructura

12、lInertiaGravity 命令。在出现对话框中的 Global Cartesian Z 一 comp中输入9800（因为在ANSYS中计算单位为吨，故重力加速度为9800N重力加速度的方向为向上。）如下图2.18所示图2.18重力加速度输入框加速度与受力加载图如图2.19。图2.19加速度与受力加载图2 .约束在加约束过程中，应当注意既要消除模型的刚体运动，又不能过约束，产 生附加应力。又考虑到在刚度和强度校核过程中，为了便于进行模拟，约束在 前悬处两根纵梁上的三个平动自由度（X、Y、Z的平动自由度）和后悬处两纵 梁上的一个平动自由度（Z的平动自由度），根据车辆实际使用的条件，合理约 束相应节点。这样可消除结构刚体运动，从而求得在载荷作用下的车架变形。 具体步骤如下：选择 Main Men