HyperMesh白车身结构强度分析报告
编号白车身结构强度分析报告
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目录
1.分析目的 (1)
2.使用软件说明 (1)
3.模型建立 (1)
4边界条件 (3)
5.分析结果 (3)
6.结论 (21)
1.分析目的
白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。本报告采用有限元方法对Q11白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150mm、左后轮抬高150mm、右前轮左后轮同时抬高150mm,6种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价Q11白车身的结构设计，并提出相应建议。
2.使用软件说明
本次分析采用HyperMesh作前处理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。
3.模型建立
对车身设计部门提供的Q11白车身CAD模型进行有限单元离散，CAD模型以及有限元模型如图3.1所示。白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模拟，少量三角形单元以满足高质量网格的过渡需要，网格描述见表3.1。
图3.1Q11白车身CAD以及有限元模型
表3.1网格描述
单元类型四边形单元三角形单元
单元数目46970015543
三角形单元比例 3.4%
焊接模拟Rbe单元及实体单元
涂胶模拟实体单元
单元质量良好
强度分析模型质量按整车满载质量计算，其中的白车身附加质量（见表3.2）用质量点单元CONM2单元模拟。发动机和变速箱、油箱、备胎、冷凝器、前门总成、滑移门总成、后背门总成、发动机罩总成、前排座椅及乘员等使用RBE刚性单元加载到相应总成的安装处。由于额定载货质心的不可确定性，无法给定具体质心位置，因此本次分析在经验基础上确定质心位置，并将额定载货分布于后地板多处主要受力点处进行模拟。具体质量点分布情况可参考图3.2。
表3.2Q11白车身附加质量及质心
序号部件质心坐标（X，Y，Z），mm质量，kg
1发动机和变速箱1036.0，-24.0，187.7130
2燃油箱1958.9，258.4，54.034
3备胎3525.8，94.8，22.212
4散热器-64.2，0.70，350.4 2.5
5蓄电池1061.903,-456.199,270.09410
6前门总成813，±731，671.323/23
7中门总成1763.3，±733.8，649.725/25
8后背门总成3627.1,0,918.727
9发动机罩总成-66.9，0，787 6.5
10主、副驾驶座椅及乘员1195,-295/320,61687.5/87.5
11二排座椅及乘员质量、质心2048.457，-166.498，589.908164
12三排座椅及乘员质量、质心2896.054，0，617.012243
13仪表台质量、质心475.8，13.3，813.85
14行李3341.6，0，421225
15白车身质量1769.404,-0.7,552.975309
16整车满载状态质量参数1858.4，-3.7，497.81810
图3.2Q11白车身附加质量分布
4边界条件
以满载状态下计算车身在以下工况下的强度应力。计算工况包括满载工况（工况1）、制动工况（工况2）、转弯工况（工况3）、右前轮抬高150mm工况（工况4）、左后轮抬高150mm工况（工况5）、右前轮左后轮同时抬高150mm（工况6）。载荷如表4.1所示。
表4.1Q11白车身强度分析工况载荷
工况载荷（加速度）
满载-Z向1g满载
制动-X向1g；-Z向1g满载
转向-Y向0.8g；-Z向1g满载
右前轮抬高150mm-Z向1g满载
左后轮抬高150mm-Z向1g满载
右前轮左后轮同时抬高150mm-Z向1g满载
5.分析结果
5.1满载工况：
满载工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身应力
云图
Q11前轮壳和前地
板
Q11后轮
罩
Q11顶盖和后背门
框
Q11后地
板
Q11横梁
Q11纵梁
5.2制动工况
1g制动工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身受力
云图
Q11前轮壳和前地
板
Q11后轮
罩
Q11顶盖和后背门
框
Q11后地
板
Q11横梁
Q11纵梁
5.3转弯工况
0.8g转弯工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身受力
云图
Q11前轮壳和前地
板
Q11后轮
罩
Q11顶盖和后背门
框
Q11后地
板
Q11横梁
Q11纵梁
5.4右前轮抬高150mm
右前轮抬高150mm工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身受力
云图
Q11前轮壳和前地
板
Q11后轮
罩
Q11顶盖和后背门
框
Q11后地
板
Q11横梁Q11纵梁
5.5左后轮抬高150mm
左后轮抬高150mm工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身受力
云图
Q11前轮
壳和前地
板
Q11后轮
罩
Q11顶盖和后背门
框
Q11后地
板
Q11横梁
Q11纵梁
5.6右前轮左后轮同时抬高150mm
右前轮左后轮同时抬高150mm工况下，车身和主要零部件应力云图如下所示。
车身受力
云图
Q11前轮壳和前地
板
Q11后轮
罩
白车身结构强度分析报告
目录 1.分析目的 (1) 2.使用软件说明 (1) 3.模型建立 (1) 4 边界条件 (3) 5.分析结果 (3) 6.结论 (21)
1.分析目的 白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。本报告采用有限元方法对**白车身分别进行了满载、 1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150mm、左后轮抬高150mm、右前轮左后轮同时抬高150mm,6种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价**白车身的结构设计，并提出相应建议。 2.使用软件说明 本次分析采用HyperMesh作前处理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct 是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。 3.模型建立 对车身设计部门提供的**白车身CAD模型进行有限单元离散，CAD模型以及有限元模型如图3.1所示。白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单 图3.1 **白车身CAD以及有限元模型 单元类型四边形单元三角形单元 单元数目46970015543 三角形单元比例 3.4% 焊接模拟Rbe单元及实体单元 涂胶模拟实体单元 单元质量良好
白车身模态分析试验方法研究 毕业设计
目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 绪论 (3) 2 试验模态分析 (5) 2.1模态试验理论 (5) 2.2试验测试系统组成 (6) 3 模态参数识别方法 (7) 3.1模态参数识别主要方法 (7) 3.2最小二乘复频域法 (9) 3.2.1最小二乘复频域法简介 (9) 3.2.2系统模型的确定 (9) 4 白车身模态试验 (10) 4.1白车身参数 (10) 4.2试验结构的支撑方式 (10) 4.3传感器的选择及布置原则 (12) 4.4激励系统 (13) 4.4.1激励方式 (13) 4.4.2振动激励源的选择和比较 (14) 4.4.3设备传感器 (15) 4.5试验测试系统检验 (16) 5 试验测试结果及分析 (21) 5.1稳态图 (21) 5.2模态频率与阻尼比 (23) 5.3模态振型 (24) 5.4模态试验的有效性 (26) 6 有限元分析结果与试验结果对比 (30) 结论 (33) 谢辞 (34) 参考文献 (35)
白车身模态试验方法研究 摘要：本文的目的在于研究模态分析参数识别不同方法之间的优缺点，重点是PolyMAX法和时域分析法之间的对比，以研究通过何种方法才能获得精 确地实验数据。为此本文分别采用多参考最小二乘复频域（PolyMAX） 法和时域分析法对结构模态参数进行识别，得到白车身各阶的模态图、 模态频率和振型并采用模态置信判据法(MAC)验证试验结果，比较二者 之间的优缺点，从而发现PolyMAX能提供比时域法法更多的稳定极点 并且有一个清晰地图标，确保一个用户独立和简洁明了的解释，大量简 化了鉴别过程。为进一步验证PolyMAX法的准确性，将PolyMAX分析 结果与有限元分析相对比，发现两者具有相当高的一致性。因此，本文 认为在白车身模态试验中PolyMAX法是最佳的试验模态分析方法。 关键词：白车身模态试验分析方法MIMO PolyMAX 1
白车身模态分析作业指导书(修改)
文件编号： YJY·P ·0020·A1-2004 文件名称：白车身模态分析作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期：
发布日期：年月日实施日期：年月日 前言 为使本公司白车身模态分析规范化，参考国内外白车身模态分析的技术，结合本公司已经开发车型的经验，编制本分析作业指导书。意在对本公司分析人员在做白车身模态分析的过程中起指导作用，让不熟悉或者不太熟悉该分析的员工有所依据，提高工作效率和精度。本作业指导书将在本公司所有白车身模态分析中贯彻，并将在实践中进一步提高完善。 内容包括：前处理模型；分析软件的使用；工程载荷及求解的设置；分析结果后处理和评价标准等。 本标准于2004年9月起实施。 本标准由上海同济同捷科技股份有限公司技术总监室提出。 本标准由上海同济同捷科技股份有限公司技术总监室负责归口管理。 本标准主要起草人：谢颖、邓文彬
白车身模态分析流程 1、适用范围 任何车型的白车身。 2、分析的目标及意义 本分析旨在分析白车身的振动固有频率和振型，得到的数据可为车身结构设计和振动噪声分析提供参考。 3、前处理建模 3.1白车身模型（只包括焊接总成，不包括门、玻璃、内饰等螺栓紧固件），焊点用RBE2(6个自由度)模拟，焊点布置应符合实际情况，边界条件为自由。 3.2 网格大小和注意事项如下。 3.2.1建模标准（所有项均在HYPERMESH中检测）表1 在网格划分之前，一定要充分考虑该零件与其它零部件之间的连接关系。 3.2.2在hypermesh中注意事项： 3.2.2.1 单元网格总体要求：连续、均匀、美观，过渡平缓。
3.2.2.2 对于倒角，倒角两端点距离小于5mm时可删去（命令：geom\distance）。当倒角两端点距离大于5mm时，测一下倒角的弧长(命令：geom\length)，如弧长小于10mm时划分一个单元，大于10mm，划分两排单元，如难以满足单元长度要求，可将倒角的一边toggle掉。对于孔，半径小于5mm时可删去，同时删去小于5mm的凸台和沉孔。 3.2.2.3对于对称件，只划分一个件的网格，另一个件使用镜像方法生成。对于一个单个零件如果是左右对称的，可将它从中间切开，划分一半即可（使用splitbody命令），对于单个零件判断其是否是左右对称的，可将切开的另一半镜像过去（使用transform命令），渲染后看是否重合 3.2.2.4对于一些比较小的零部件（比如小螺栓）根据其位置和尺寸及对分析目标的重要性可不进行网格划分 3.2.2.5 B柱之前的零件网格尺寸控制在10-15mm，对于B柱之后ｃ柱之前的零件，可适当增大网格尺寸，定在15-20mm，ｃ柱之后20－35ｍｍ划分时可根据具体情况进行调整(如对一些连接处可划分细一些)； 3.2.2.6原则上存在焊点的翻边必须划分两排单元，识别焊边可察看各总成数模、或者是看参考车型以及去设计部门的相关负责人联系。在焊点的翻边上，如翻边长度小于10mm，在保证最小单元长度要求下，可适当将翻边加长。大于10mm 时，考虑划分两排单元，对不符合长度要求的单元进行必要的调整（如将翻边的边界toggle掉）。 原则上焊点位置由设计部门确定，在设计部门已提供焊点位置的情况下，采取以下操作步骤：1）在UG中检查焊点位置，若发现分布不合理的焊点，须与车身相关设计人员确认；2）将零件导入HYPERMESH，其中应包含该零件的焊点信息――点和圆圈线（导入前需确认在UG里已经将点、线、面分层）；3）将含圆线圈的COMP隐藏，只显示零件和焊点，然后用GEOM CLEANUP/FIXED POINTS/ADD命令将焊点变成零件面上的硬点；4）划分网格并按标准检查好单元质量后，文件先以HM格式进行保存（须包含所有点、线、面和单元），然后将网格输出成*.bdf文件，再将焊点和圆圈线输出成*.igs（该文件的命名方法：在bdf文件名前加w。如：bdf文件53-01.bdf，则igs文件w53-01.igs）；5）在PATRAN里装配时，将
Hypermesh2017.2有限元分析的前处理1D单元连接
ALTAIR HYPERWORKS2017.2 有限元分析前处理 1D 单元和连接 Trainer’s Name Month XX, 2017
HMD Intro, 2017.2第5章: 1D 单元和焊点 5) 1D 单元和焊点 ?1D Meshing （1D单元） ?HyperBeam （梁截面） ?Connectors （焊点）
HMD Intro, 2017.2 1D 单元 ?1D 单元
HMD Intro, 2017.2示例 跟着示范做 (…\Model-Files\CH5-1D-MESHING\05a-1D-MESHING.hm)
? 2017 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved. HMD Intro, 2017.2 1D单元介绍 ?1D单元是节点之间简单连接，允许精确模拟连接关系(例如螺栓)和类似的杆 状或杆状对象，这些对象在FEA模型中可以建模为简单的线 ?可以从以下面板创建1D单元: ?目前支持的1D单元包括: bar2s, bar3s, rigid links, rbe3s, plots, rigids, rods, springs, welds, gaps and joints. ?显示单元可以在以下面板中创建: Edit Element, Line Mesh, Elem Offset, Edges, or Features panel.
?RIGID 刚性连接用于传递从主节点到从节点的运动. ?Rigids面板允许创建rigid 和rigid link 单元.
刘红_白车身模态分析与识别
白车身模态分析与识别 Analysis and Identify of Body In White 刘红，朱凌，门永新 吉利汽车研究院，浙江杭州 310000 摘要：白车身的模态分析可以通过试验和CAE两种途径进行。试验虽然能相对真实地反应试验车辆 的性能，但周期长、成本高且干扰因素多。CAE仿真分析白车身模态可以有效避开这些问题。同时， 结合模态识别的4点和24点法，CAE仿真能更准确、便捷地了解白车身模态性能。尤其在车辆开发前期，能有效指导车身设计。 关键词：白车身，NVH，模态，试验，识别，HyperGraph Abstract: BIW’s mode can be obtained through testing and CAE. Although testing can relatively reflect the true performance of the vehicle, it is expensive in both cost and time, as well as other unpredictable factors. Meanwhile, CAE can easily avoid these problems, and can more accurately and conveniently to obtain the performance, combining with the 4-point and 24-point method for the modal identification. Especially in the early stage of the vehicle development, CAE method can effectively guide the design of body. Key words: BIW, NVH, mode, test, identify, HyperGraph 1 概述 白车身模态分析作为整车NVH分析的一个基础环节，对整车NVH性能管控起着关键的作用。模态分析能够反映出结构在低频范围内的振动问题，尤其对避开路面和发动机激励尤为重要。一般4缸机的怠速激励在25Hz左右，路面激励在20Hz以内，故白车身一阶模态应在40Hz左右才能使得TB 的一阶模态避开上述两种激励，而如何准确地识别出白车身一阶模态成为车身设计的关键问题。 解决上面的问题，目前可用模态测试或者模态识别（CAE的方法）来判断，本文从这两个方面研究了白车身模态分析方法。 2 模态测试方法 目前试验模态分析技术已经成为解决振动噪声以及疲劳强度等实际问题的一项最重要、应用最广泛的技术手段【1】。通过模态试验识别出的汽车白车身的结构动力学特性对于乘坐舒适性和结构可靠性起着决定性的作用，是汽车新产品开发中结构分析的主要内容，特别是车身的低阶弹性模态是控制其振动噪声的关键基础性指标之一【2】。 2.1 测试方法简述 模态测试是同时测量结构的输入和输出信号而得到结构的频响函数，即通过激励和响应，推知结构的特性【3】。可以根据试验条件选择单点或多点激励，常用的做法是采用两个激振器产生随机信号对车身进行激励，两个激振器分别置于车身左后纵梁处以+Z方向激励和发动机舱右悬置安装点纵梁的+Y 方向激励，在车身上布置加速度传感器以采集车身结构的响应，试验状态如图1所示。
基于PROE,HyperMesh,ANSYS的有限元分析
基于PROE，HyperMesh，ANSYS的有 限元分析 作者: 张瑞,琚建民 1.介绍： 目前，ANSYS软件在有限元分析方面被广泛的应用，但是他的预加工功能是如此的复杂以至于我们必须耗费大量的精力和时间，特别是分析复杂模型的时候。根据这种状况，我们将用PROE，HyperMash，和ANSYS商业软件进行建模，创建网格，计算和分析。各种有限元分析软件的综合运用可以发挥他们各自的优势，使有限元分析更加有效率。 2.关于PROE，HyperMash，和ANSYS的介绍 a.ProE是美国PTC公司开发的3D的CAD/CAM/CAE软件。他的几何建模功能是最杰出的。我们建立复杂的模型更多的会去运用PROE而非ANSYS和HyperMash。然而他的划分网格，计算，分析和后续处理是十分差劲的 b.HyperMash 是美国Atair公司开发的产品。它的主要优势在以下几个方面：划分网格变得更容易和迅速；我们更容易可以控制和指定原理特征，操作时非常的方便。因此可以使原理特征和网格工程分析要求更容易吻合；HyperMash有常规CAD和CAE软件界面。HyperMash的建模功能没有PROE那么强，它的计算分析功能也并没有ANSYS那样好。因为它有很少的材质和元素种类，并且设定解决方法是非常不便的。 c.ANSYS是最有影响力的一有限元分析软件在世界上,因为它的强大计算和分析能力。但它的预处理功能相对薄弱。首先,在ANSYS中建模时低PROE一等的,因此对复杂建模是很困难的。此外, 运用ANSYS进行网格划分和修改元素和HyperMesh相比并不容易。所以很难确保元素特性使计算成功。用它进行预处理将会浪费更多时间,严重的影响工作效率。 3. ProE; HyperMesh; ANSYS在有限元分析上的综合应用 a.工作过程 我们的目的是要通过综合利用软件来发挥 每个软件各自的优点。根据三个软件的特点, 我们可以通过PROE建模,通过HyperMesh 划分网格,通过ANSYS求解。通过这个方法, 整个有限元分析过程会更加有效准确。整个 分析过程见图1 b.常见问题及解答：1)简化建模：通常通过 PROE的建模过程是用立体建模的方法然后 提取表面，大量的错误和修改工作将会在划 分网格式出现。因此，我们可以用表面建模 [1],忽略几个细节（例如小孔和倒角）和附 件。2)模型的分类管理：有许多几乎不受约 束的表面互相遮掩。许多表面不同样式的混 合在一起时我们管理起来十分不便。因此， 有着相同特征的表面一定要被定义成相同 的组成，名字和颜色，然后我们可以通过组
某商用车驾驶室白车身模态分析
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/aa4261096.html, 某商用车驾驶室白车身模态分析 作者：谢小平,韩旭,陈国栋,周长江 来源：《湖南大学学报·自然科学版》2010年第05期 摘要:以某商用车驾驶室白车身为原型,利用模态分析方法对其动力学特征参数进行分析.在理论(正问题)和实验(反问题)两个互补的模态分析过程中,利用有限元模型进行理论模态分析,为实验模态分析的实施打下良好基础.分别采用最小二乘复指数法(LSCE)和最小二乘复频域法(LSCF)进行实验模态分析,得到各阶模态振型并对理论分析的结果进行修正.经过两种结果的比较和分析,最终得出准确的模态分析结果并对白车身原型提出改进意见.生产厂商依据改进意见进行工艺改进,通过用户实际使用证实了改进方案的有效性和正确性. 关键词: 商用车驾驶室;白车身;有限元;实验模态分析;LSCE;LSCF 中图分类号:TH113.1文献标识码:A Modal Analysis of Commercial Vehicle Cab’s Body-in-White XIE Xiao-ping+, HAN Xu, CHEN Guo-dong, ZHOU Chang-jiang (State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Faculty of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha, 410082) Abstract: The theory modal analysis (TMA, forward problem) and experimental modal analysis(EMA, inverse problem) methods are both used to analysis dynamics characteristic parameters of one commercial vehicle cab’s body-in-white. Finite element modal analysis is carried out to get mode shape and lay down well basis to experimental modal analysis in TMA process. In EMA process, LSCE(Least Squares Complex exponent method) and LSCF (Least Squares Complex Frequency Domain method) methods are used to get mode shape and modify TMA results. With comparison to all results, the accurate conclusion can be reached and improvement opinion is brought forward to the prototype. The improvement projection was proved to be effective by consumers’utilization after manufacturer put it into applications. Keywords: commercial vehicle cab’s bod y-in-white; finite element method; experimental modal analysis; LSCE; LSCF 车辆在行使的过程中常因路面不平,车速和运动方向的变化,车轮、发动机和传动系的振动激励,以及齿轮的冲击等各种外部和内部激励,极易引起整车和局部振动。当外界激振频率与系统固有频率接近时,将产生共振[1]。
汽车车门模态分析(初学者)
汽车模态分析 1 前言 模态是振动系统特性的一种表征，它构成了各种车身结构复杂振动的最基本的振动形态。为了在汽车使用中避免共振、降低噪声，需要知道结构振动的固有频率及其相应的振型。模态分析的最终目标是为了得到模态参数，为结构系统的动力特性分析、故障诊断和预报以及结构的动力特性的优化设计提供依据。 汽车在行驶过程中的激励一般分为路面激励、车轮不平衡激励、发动机激励、传动轴激励。路面激励一般由道路条件决定，目前在高速公路和一般城市较好路面上，此激励频率多出现在1-3Hz，一般对低频振动影响较大；因车轮不平衡引起的激励频率一般低于11Hz，随着现在轮辋制造质量及检测水平的提高，此激励分量较小，易于避免；发动机引起的激励频率一般在23Hz以上，此激励分量较大；城市中一般车速控制在50～80Km/h，高速公路上一般车速控制在 80～120 Km/h，传动轴的不平衡引起的振动的频率范围在40Hz以上，此激励分量较小。由这些外界激振源会引起车门产生共振，带来噪音，极大的降低了车辆的乘坐舒适性，造成扳件的抖动开裂，零部件的疲劳损坏，车门表面保护层的破坏，削弱车门的抗腐蚀能力等。 因此，为提高汽车产品的开发设计水平，达到优化设计的目标，需要对汽车车门进行模态分析，通过有限元计算来得到该结构在不同频率下的振型，避免因共振等原因引起的结构破坏。 2 车门有限元模型 2.1 几何特性 轿车车门一般由门外板、门内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁以及门窗附件等组成。内门板上有玻璃升降器、门锁附件等。内板由薄钢板冲压而成，其上分布有窝穴、空洞、加强筋，内板内侧焊有内板加强板。为了增强安全性，外板内侧一般通过防撞杆支撑架安装了防撞杆，窗框下装有加强板。内板与外板通过翻边、粘合、滚焊等方式结合。 2.2 有限元模型的建立 根据车门的几何模型划分网格，建立有限元模型如图1所示。
hypermesh运用实例(1)
运用HyperMesh软件对拉杆进行有限元分析 问题的描述 拉杆结构如图1-1所示，其中各个参数为：D1=5mm、D2=15mm，长度L0=50mm、L1=60mm、L2=110mm，圆角半径R=mm，拉力P=4500N。求载荷下的应力和变形。 图1-1 拉杆结构图 有限元分析单元 单元采用三维实体单元。边界条件为在拉杆的纵向对称中心平面上施加轴向对称约束。模型创建过程 CAD模型的创建 拉杆的CAD模型使用ProE软件进行创建，如图1-2所示，将其输出为IGES格式文件即可。
图1-2 拉杆三维模型 CAE模型的创建 CAE模型的创建工程为： 将三维CAD创建的模型保存为文件。 （1）启动HyperWorks中的hypermesh：选择optistuct模版，进入hypermesh 程序窗口。主界面如图1-3所示。 （2）程序运行后，在下拉菜单“File”的下拉菜单中选择“Import”，在标签区选择导入类型为“Import Goemetry”，同时在标签区点击“select files”对应的图形按钮，选择“”文件，点击“import”按钮，将几何模型导入进来，导入及导入后的界面如图1-4所示。 图1-3 hypermesh程序主页面
图1-4 导入的几何模型 （4）几何模型的编辑。根据模型的特点，在划分网格时可取1/8，然后进行镜像操作，画出全部网格。因此，首先对其进行几何切分。 1）曲面形体实体化。点击页面菜单“Geom”，在对应面板处点击“Solid”按钮，选择“surfs”，点击“all”则所有表面被选择，点击“creat”，然后点击“return”，如图1-5~图1-7所示。 图1-5 Geom页面菜单及其对应的面板 图1-6 solids按钮命令对应的弹出子面板
白车身结构强度分析报告
广告： 一、整车碰撞分析教程视频，语音讲解，内容有： 1、软件基础操作 2、网格划分 3、材料属性（主要教大家引用材料硬化曲线） 4、整车模型装配（给零件附材料属性，二保焊，点焊，螺栓链接，球铰，柱铰，胶粘） 5、接触设置（防止变形过大网格穿透） 6、输出设置（布置传感器，检测碰撞过程中力，速度，加速度等信息） 7、提交计算（这个过程会遇到很多错误，需要调试，解决错误的能力是需要不断累积的）8后处理（查看变形动画，输出接触力，速度，加速等主要参数，查看乘员仓，踏板入侵，门框变形）。 8、结构、模态分析计算及查看变形应变应力云图。 资料包括6.2小时语音讲解，手把手教，赠送三辆整车碰撞模型（搭建好的，可直接提交计算）、假人模型、安全气囊、车企分析报告。 二、车架刚度强度模态分析教程（视频），手把手教。 三、ansa视频教程，画面高清，有语音2个小时详细讲解。 1、详细介绍了软件基本操作 2、几何处理所用到的命令 3、网格优化所用到的命令讲解 4、如何模拟缝焊（节点对齐） 5、简单实体网格划分 6、简单介绍约束和加载 7、总结前面命令使用方法 讲解很详细，没有基础的也可学会，工作多年所用到网格的命令都讲解清楚了，是大家不可或缺的学习帮手。 四、整车相关零部件分析培训，根据相关cae标准进行刚度、强度、模态分析（abaqus、nastran、ls-dyna），分析目的、分析流程、分析报告写法，修改意见。详细可咨询本人。 赠送：ansa15.0软件，ls-dyna求解器软件。 如若需要hypermesh画网格教程（视频+文档），可免费提供资料及解答。 可赠送abaqus、nastran、ls-dyna相关资料。 可提供整车网格画法答疑。 联系本人QQ：2422890367
汽车车身模态分析研究综述
汽车车身模态分析研究综述 北京信息科技大学研1202班姓名：曹国栋学号：2012020045 摘要：车身是汽车的关键总成。它的构造决定了整车的力学特性，对白车身进行模态分析不仅能考察车身结构的整体刚度特性，而且可以指导人们对车身结构进行优化以及响应分析。因此，研究车身模态分析具有重要的意义。本文综述了近几年国内外在车身模态分析领域内的研究，总结了研究理论和试验方法，并进行归纳。最后，对未来的研究工作提出了一些展望。 关键词：车身；模态分析；有限元模态；试验模态；结构优化 0 前言 随着计算机技术的发展和仿真技术、有限元分析技术的提高，计算机辅助设计和分析技术几乎涵盖了涉及汽车性能的所有方面，如刚度、强度、疲劳寿命、振动噪声、运动与动力性分析、碰撞仿真和乘员保护、空气动力学特性等，各种计算机辅助设计软件为汽车设计提供了一个工具平台，极大地方便了汽车的设计。 车辆在行驶过程中，车身结构在各种振动源的激励下会产生振动，如发动机运转、路面不平以及高速行驶时风力引起的振动等。如果这些振源的激励频率接近于车身整体或局部的固有频率，便会发生共振现象，产生剧烈振动和噪声，甚至造成结构破坏。为提高汽车的安全性、舒适性和可靠性，就必须对车身结构的固有频率进行分析，通过结构设计避开各种振源的激励频率。 车身结构模态分析是新车型开发中有限元法应用的主要领域之一，是新产品开发中结构分析的主要内容。尤其是车身结构的低阶弹性模态，它不仅反映了汽车车身的整体刚度性能，而且是控制汽车常规振动的关键指标，应作为汽车新产品开发的强制性考核内容。有限元模态分析和试验模态分析方法是辨识汽车结构动态性能的一种有效的手段，在汽车车身动态性能研究中得到了广泛应用。采用有限元方法对白车身进行模态分析，识别出车身结构的模态参数，并通过模态试验验证了有限元模型的正确性，为改型设计提供参考依据，是汽车开发设计与优化的一般流程。 因此，研究车身结构模态分析，进行车身轻量化设计和优化，对于提高国产轿车的自开发与科技创新能力，具有重要的理论意义和工程实用价值。 1 车身模态分析的一般理论 1.1 模态分析基本理论 模态分析的经典定义即以模态矩阵作为变换矩阵，将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标进行坐标转换变到模态坐标上，从而使系统在原来坐标下的耦合方程变成一组互相独立的二阶常微分方程进而成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程[1]。 在实际的结构动力分析中，一般将连续结构离散化为一个具有n个有限自由
Hypermesh有限元流程
1 导入几何模型到hypermesh中 首先在UG中打开几何模型，单击文件按钮，选择导出setp格式文件 2打开hypermesh，单击导入按钮，选择导入格式为step，文件
3抽取中面 在右侧的Geom工具栏中，单击抽取中面按钮 选择要抽取的部件，单击抽取 4进行几何清理 在右侧Geom工具栏中选择快速编辑按钮 使用相关功能进行几何清理，
5划分网格 在右侧2D面板中选择，设置网格类型，尺寸 6检查网格质量，修改不合格的网格 在右侧2D面板中选择检查网格质量 利用按钮对不合格的网格进行优化 7对模型进行连接 点击connector 选择Area connector panel， 选择要连接的单元和部件，设置连接类型和距离，进行连接 更正： 8建立材料
单击，输入名字，类型，卡片类型， 单击输入材料相关参数，建立材料 9创建部件属性 单击，输入名字，类型，材料建立属性等 更正：2D,PSHELL,stell，create/edit，T输入厚度 10将创建的属性赋予部件 单击，assign然后单击comps选择要附属性的部件，单击assign赋予部件相关属性信息
更正：update 11创建边界条件 单击输入名字，选择卡片类型 然后单击，编辑卡片相关参数】 11，创建载荷步loadstep（分析类型） 在右侧分析面板中选择输入名字，选择相应的分析类型，选择相应的收集器，创建loadstep 更正：自由模态nomal modes ，SPC不勾 静力分析linear static，spc约束，load载荷
12进行分析 在右侧分析面板中选择选择文件的储存位置，在run options选项中选择analysis（一般来说应该先进行check 检查有限元模型是否正确），单击optistruct进行分析 更正：选择Radioss 静力分析：all改为custom 13分析完成后，单击查看计算结果
白车身结构强度分析报告
百度文库- 让每个人平等地提升自我 编号：********** 白车身结构强度分析报告 项目名称： 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期： xx汽车有限公司 2013年04月
目录 1.分析目的 (1) 2.使用软件说明 (1) 3.模型建立 (1) 4 边界条件 (3) 5.分析结果 (3) 6.结论 21
1.分析目的 白车身结构的静强度不足则会引起构件在使用过程中出现失效。本报告采用有限元方法对**白车身分别进行了满载、1g制动、转弯、右前轮抬高150mm、左后轮抬高150mm、右前轮左后轮同时抬高150mm,6种工况的强度分析，观察整车受力状况，找出高应力区，考察其零部件的强度是否满足要求，定性地评价**白车身的结构设计，并提出相应建议。 2.使用软件说明 本次分析采用HyperMesh作前处理，Altair optistruct求解。HyperMesh是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面，与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能；Altair Optistruct是一个综和隐式和显示求解器与一体的大规模有限元计算软件，几乎所有的线性和非线性问题都可以通过其进行求解。通过Altair Optistruct可以进行任何形状、尺寸、拓扑结构的优化，采用固定的内存分配技术，具有很高的计算精度和效率。 3.模型建立 对车身设计部门提供的**白车身CAD模型进行有限单元离散，CAD模型以及有限元模型如图所示。白车身所有零部件均采用板壳单元进行离散，并尽量采用四边形板壳单元模 图**白车身CAD以及有限元模型 单元类型四边形单元三角形单元 单元数目46970015543 三角形单元比例% 焊接模拟Rbe单元及实体单元 涂胶模拟实体单元 单元质量良好 强度分析模型质量按整车满载质量计算，其中的白车身附加质量（见表）用质量点单
汽车白车身设计规范
汽车白车身设计规范 1. 范围 本标准归纳了［BIW］白车身结构设计的一些基本方法和注意事项。 本标准适用于长春宇创公司白车身结构设计及检查。 2. 基本原则 2.1白车身设计是一个复杂的系统并行设计过程，要彻底地摒弃孤立地单个零件设计方法，任何一个 零件只是其所处在的分总成的一个零件，设计时均应考虑其与周边相关零部件的相互关系。 评注：周边造型匹配［面差、分缝影响外观］;周边安装匹配［焊接装配、安装件的连接、安装空间］ 2.2任何一种车型的白车身结构均可按三层板的设计思想去构思结构设计，即最外层是外板，最内层是内板，中间是加强板，在车身附件安装连接部位应考虑设计加强板。 评注：结构的强度、刚度与横截面积有关系，与周边的展开的周长也有关系，“红旗3”轿车的一个 宣传点就是其前防撞横梁为六边型。 2.3所设计的白车身结构在满足整车性能上、结构上、四大工艺［冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、 总装工艺］是否比参考样车或其他车型更优越，是否符合国内（尤其是客户）的实际生产状况，以便预先确定结构及工艺的改良方案。 2.4白车身在结构与性能上应提供车身所需的承载能力，即强度和刚度要求。 3. 冲压工艺要求 3.1在设计钣金件时，对于影响拉延成型的圆角要尽可能放大，原则上内角R>5,以利于拉延成型; 对于折弯成型的圆角可以适当放小，原则上 R- 3即可，以减小折弯后的回弹。 1）板件最小弯曲半径 最小弯曲半径见下表:
h 》R+2t 。见上表。 R 中心的距离L 不得过小，其值L >2t 。见上表。 5）凸部的弯曲 避免如a 图情形的弯曲，使弯曲线让开 阶梯线如图 r >2t n=r m >2t k >1.5t L b ,或设计切口如c 、d 。 >t+R+k/2 孔径 如） 最大倾斜角度9 6罚 6
基于hypermesh的客车车体有限元分析
基于Hypermesh的客车车身有限元分析 沈兵，靳春宁，胡平 大连理工大学汽车工程学院，大连（116024） E-mail：279987329@https://www.sodocs.net/doc/aa4261096.html, 摘要：有限元方法和理论对现代车身设计具有重要的实际意义。综合现有的建模方案，提出了用壳单元建立有限元模型的方法；针对三种工况，应用有限元软件Hypermesh对模型进行后处理，找出了应力、位移分布情况；对轻量化设计提供了可靠的依据。 关键词：客车车身；壳单元；有限元分析 中图分类号TG404；TH114；TB115 1. 引言 当前国内对客车车身的有限元建模方法大致有三种，即采用梁单元、壳单元和体单元。采用梁单元可使计算量大大降低，但由于简化太多，导致一些关键受力截面无法正确表达，使得可信度不高，很难起到指导作用。采用体单元构建的客车骨架跟现实情况很接近，但建模时间太长，不宜采用。而壳单元弥补了梁单元与体单元的不足，是比较理想的建模方法。本文正是采用壳单元构建了客车车身模型，并按照实际使用条件进行车载负荷计算，对车体进行结构分析。 2.模型的建立 目前UG具有强大的曲面造型功能，在航空和汽车行业应用非常广泛；而Hypermesh 是世界上领先的有限元前后处理软件，它与UG等许多软件都有良好的接口。本文采用UG 对客车车身进行何造型设计，然后在Hypermesh中进行网格划分以及前后处理工作。 车架的实际工况复杂多变，建立有限元模型时对CAD模型的简化是十分必要的。其原则是：最大限度地保留零件的主要力学特征；将小面合并成大面，并且相邻面应共用一条轮廓线，以保证各个面上划分出来的网格在边界处是共用节点，避免在边界处出现节点错开的现象。具体的简化如下： （1）忽略非承载件。有些部件（如保险杠、踏板支架等）是为了满足构造或使用上的要求而设置的，对于分析车身模态影响很小，这里将其忽略掉。 （2）忽略蒙皮、玻璃等附件。 （3）忽略圆角以及梁截面形状的简化。考虑到圆角对网格计算的来说比较费时，将模型中的圆角忽略掉；本文中梁简化成矩形钢和槽型钢。 图1圆角的忽略
基于Hypermesh的吊钩有限元结构分析
摘要 本文旨在对吊钩进行仿真计算和分析，得到其应力和位移变化的分布云图，从理论上对吊钩的危险截面进行了分析研究，为吊钩进一步的结构设计和优化提供了必要的理论依据。 本文使用三维建模软件Creo创建吊钩的三维模型，以格式吊钩.stp导入有限元软件hypermesh中绘制网格，进行前处理，继而进行求解得到后处理中的应力和位移云图。 本文通过分析有限元后处理的应力和位移云图，得到吊钩的最大等效应力位于吊钩主弯曲面内侧部位，应力大小为213.2MPa；吊钩整体最大变形位于吊钩钩头位置，变形量为0.08061mm。 本文对比最大等效应力和所给材料30号钢的屈服强度295MPa，分析得到吊钩在给定工作载荷下安全的结论，由此求得5t载荷下的安全系数应小于等于1.284；通过静刚度分析，计算得到吊钩在承载方向上的静刚度为3.1839×108N/m。 关键词：hypermesh；吊钩；应力；安全系数
1.Creo软件建立吊钩三维模型 1.1Creo软件简介 Creo是美国PTC公司于2010年10月推出CAD设计软件包。Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和 ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。 Creo是一个整合Pro/ENGINEER、CoCreate和ProductView三大软件并重新分发的新型CAD设计软件包，针对不同的任务应用将采用更为简单化子应用的方式，所有子应用采用统一的文件格式。 Creo目的在于解决CAD系统难用及多CAD系统数据共用等问题。 1.2创建吊钩模型 1.打开Creo软件，新建类型：零件，不勾选使用默认模版，确定；选择模版类型为： mmns_part_solid，确定，进入零件绘制界面（图1.1，图1.2，图1.3） 图1.1 零件命名图1.2 模板选择 2.草绘吊钩弯曲部分的轨迹图绘制 （1）选择FRONT平面，点击草绘，进入草绘界面（图1.3，图1.4） 图1.3 FRONT平面的选择图1.4 吊钩草绘界面
Abaqus与HyperMesh联合仿真有限元分析核心技术培训
Hypermesh 作为目前综合能力最强的前处理平台,可以很方便的为各种大型CAE 软件完成几乎所有的常见前处理工作,操作极其灵活方便操作极其灵活方便，，例如几何清理例如几何清理、、网格划分网格划分、、材料属性建立材料属性建立、、单元赋予单元赋予、、连接关系设定连接关系设定、、边界条件设定边界条件设定、、控制参数和输出等参数和输出等，，全部都可以在Hypermesh 中高效的完成中高效的完成。。几何模型越复杂几何模型越复杂，，装配体零件越多装配体零件越多，，这种优势越明显这种优势越明显。。 Abaqus 作为业内公认的最强的非线性求解软件作为业内公认的最强的非线性求解软件，，自学入门不易自学入门不易，，成为高手更加成为高手更加艰难艰难艰难。。Abaqus 行业应用广泛行业应用广泛，，最近几年在国内越来越火爆几年在国内越来越火爆，，所以掌握abaqus 势在必行势在必行。。Abaqus 行业应行业应用差异较大用差异较大用差异较大，，但基本的软件操作和软件应用技巧是大同小异的是大同小异的。。Hypermesh 中除了几何清理中除了几何清理、、网格划分外网格划分外，，其余的操作例如材料属性建立其余的操作例如材料属性建立、、单元赋予单元赋予、、连接关系设定连接关系设定、、边界条件设定边界条件设定、、控制参数和输出等全部与Abaqus 息息相关息息相关，，需要对abaqus 的一套理论有很深的认识才能更好的发挥Hypermesh 的强大前处理功能的强大前处理功能。。 本人擅长在Hypermesh 中完成所有的Abaqus 前处理操作前处理操作，，然后提交计算然后提交计算，，后处理在abaqus 和hyperview 中完成。本人领域为电子产品跌落碰撞本人领域为电子产品跌落碰撞，，例如平板电脑例如平板电脑、、台式机台式机、、移动终端等等显式动力学分移动终端等等显式动力学分析析，同时也擅长各种连接器同时也擅长各种连接器、、弹片弹片、、端子等正向力端子等正向力、、插拔力插拔力、、屈服等隐式非线性分析屈服等隐式非线性分析。。 希望通过一些核心培训能让更多的人学会Hypermesh 这个软件的操作技巧这个软件的操作技巧，，同时快速的为Abaqus 建立CAE 模型。本次培训本次培训希望能以学员的模型为主希望能以学员的模型为主希望能以学员的模型为主，，模型越复杂越好(实际培训会适当简化)，同时采用自己搜集的3D 模型模型，，通过网络培训例如QQ 群视频等或者自己录制视频的方式群视频等或者自己录制视频的方式，，完整的为大家讲解Hypermesh 和abaqus 的核心应用技巧的核心应用技巧。。 最近在QQ 群陆续为一些同行做了大概10来个例子来个例子，，感觉很多人普遍水平偏低感觉很多人普遍水平偏低，，问的问题千奇百怪，很多人急需一次较深入的培训需一次较深入的培训。。本人第一次尝试做培训做培训，，本次培训大概10次，每次2个小时个小时，，收费2500元.如果觉得培训不合适，可考虑视频录制的方式视频录制的方式，，有问题大家及时和我沟通。 本人QQ ：499975874 建立一个专门用作培训建立一个专门用作培训、、技术交流技术交流的群的群的群：：470131908 初步培训提纲如下初步培训提纲如下：： 1、Hypermesh 针对abaqus 的基本流程介绍 1.1.如何选取求解器类型？隐式还是显式？在Hypermesh 里面，隐式和显式存在哪些差异性？ 1. 2.用一个简单的案例讲解Hypermesh 完成Abaqus 所有前处理的流程和操作； 2、Hypermesh 几何清理技巧 2.1 自由边、烂面、圆角、Logo 、小面等处理技巧，尤其是圆角和特征很多的时候如何处理？ 2.2 很多复杂变圆角在Hypermesh 中无法移除的其它处理技巧； 2.3 各种切割面、切割体、添加硬点、临时节点、补面等技巧 3、Hypermesh 网格划分技巧，技巧太多，描述有些困难 3.1 以四边形为主的网格划分技巧 3.2 三角形网格划分技巧、弦长法的设定技巧 3.3 如何保证单元数量尽可能少，同时网格质量高，同时与几何贴近度高 3.4 六面体网格划分技巧 3.5 四面体网格划分技巧 3.6网格质量提高改善技巧 3.7 使用ANSA 划分正交性更高的四边形网格技巧 3.8针对收敛性问题的网格处理技巧 3.9刚体网格的划分技巧 4、Hypermesh 为Abaqus 建立材料、界面属性的技巧 4.1 Abaqus 常用的材料本构模型介绍 4.2 常用的Abaqus 材料模型在Hypermesh 中的设置技巧 4.3 Abaqus 常用的截面类型介绍 4.4常用的Abaqus 截面属性在Hypermesh 中的设置技巧 5、Hypermesh 为Abaqus 赋予单元类型 5.1 常用的abaqus 单元类型介绍 5.2 显式和隐式的单元类型差异