基于有限元分析的汽车车架优化设计论文

优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！摘 要车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。通过有限元法对车架结构进行性能分析，在设计时考虑车架结构的优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。大型通用有限元软件 ANSYS 凭借其强大的分析功能和高度可靠性，在结构静力分析和动力分析以及优化设计等方面具有无可比拟的优越性。本文以 CA1040 货车车架结构为研究对象，通过对 ProE 和 ANSYS 软件的消化与吸收，采用实体单元，对车架结构的有限元建模、车架结构的静、动态特性分析问题进行了研究。以实体单元为基础创建了车架结构的简单的尺寸优化模型，以车架的纵梁截面尺寸为设计变量，以车架结构的总体积最小为优化目标，对车架纵梁的截面尺寸进行优化并分析了优化结果。阐述了应用 ANSYS 进行结构优化设计的基本指导思想及方法，推广到解决以板壳单元为基础的车架优化问题，根据实际需要调整优化的设计变量、状态变量以及目标函数。通过对 CA1040 型货车车架结构的有限元仿真及优化，得到了一些有益的结论，为车架的设计提供了指导作用。关键词：车架；载荷；轻量化；有限元分析；三维建模；ANSYS优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！ABSTRACTFrame is as an important assembly bearing loads of an automobile，which all kinds of 10ads will pass to，and as a result the performance of frame structure affects whether the automobile design is successful or notUsing finite element method to analyze automobile frame structure and to take frame structure optimization into account makes sense in improving automobile performance，reducing the cost of design and automotive manufacture and increasing capability of market competitionANSYS software takes on unexampled advantages in static analysis，dynamic analysis and optimization design etc by right of its powerful analysis function and high reliabilityThrough studying ProE and ANSYS software the FEA model of a CA1040 truck with solid elements Was builtBased on the model the static and dynamic performance of the truckS frame structure was studiedA topological optimization model and a simple optimization model was built based on solid elementsWith the objection that the volume of the frame is minimal，the carling section dimensions was optimized and the results of optimization Was analyzedThis paper analyzes the principles and methods of optimization design，which Can be generalized to shell element modelThe design variables，state Vadables and objective functions can be adjusted to meet the actual needsThrough the finite element simulation and optimization of a CA1040 truck frame structure some useful conclusions has been got for the design of the frameKey words： Frame; loads; Lightweight; Finite element analysis; Three-dimensional modeling; ANSYS优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！目 录摘要 IAbstract II第 1 章 绪论 11.1 研究目的和意义 11.2 研究背景 11.3 有限元法在国内外车架结构设计中的研究现状 21.4 主要研究内容及技术路线 4第 2 章 有限元结构的基础理论62.1 有限元法的基本理论 62.1.1 有限元法的基本概念 62.1.2 有限元法的基本思路 62.2 ANSYS 软件的简介 72.2.1 ANSYS 的主要特点 72.2.2 ANSYS 的主要功能 82.2.3 ANSYS 的结构分析文件 92.2.4 ANSYS 提供的分析类型 92.3 本章小结 10第 3 章 车架有限元模型的建立123.1 模型的建立原则 123.1.1 几何建模的注意事项 123.1.2 几何建模的简化 133.2 建立车架模型 143.2.1 建模时的简化处理 143.2.2 车架模型的建立 143.2.3 应用 ANSYS 对车架模型进行网格划分 143.2.4 对实体单元 Sold 92 的简要介绍 153.3 本章小结 16优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 4 章 车架结构的有限元静态分析 174.1 车辆载荷分析 174.1.1 行驶载荷 174.1.2 操作载荷 174.1.3 特殊载荷 184.2 车架受力情况 184.2.1 静载荷 184.2.2 动载荷 194.3 车架结构的静力性能分析 194.3.1 静力分析的基本概念及流程 194.3.2 车架结构静力分析工况及约束处理 204.3.3 车架结构静力分析规范 214.4 车架结构的静力性能分析结果 224.4.1 弯曲工况静力分析结果 224.4.2 扭转工况静力分析结果 244.5 本章小结 26第 5 章 车架结构的动力性能分析 275.1 车架结构的动力性能分析 275.1.1 车架的模态分析 275.1.2 结构动力性能分析方程 285.1.3 刚度矩阵和质量矩阵形成 295.1.4 车架结构模态分析规范 305.1.5 车架结构模态分析结果 315.2 本章小结 33第 6 章 车架结构参数的优化设计 346.1 优化设计的理论基础 346.1.1 优化设计的步骤 346.1.2 优化设计的数学描述 386.1.3 ANSYS 的基本优化方法 386.2 优化设计数学模型的建立 406.2.1 优化设计数学模型建立的原则 40优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！6.2.2 简单的车架纵梁优化设计模型的建立 406.3 定义优化变量及运行优化 436.3.1 定义优化变量 436.3.2 设置并运行优化 436.4 优化结果分析 446.5 本章小结 47结论 48参考文献 49致谢 51附录 52附录 A 外文文献原文 52附录 B 外文文献中文翻译 58附录 C 程序命令流 59附录 C1 弯曲分析命令流 59附录 C2 扭转分析命令流 63附录 C3 模态分析命令流 70附录 C4 优化设计命令流 76优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 1 章 绪论1.1 研究目的和意义随着现代汽车设计要求的日益提高，将有限元法运用于车架设计已经成为必然的趋势，主要体现在 ：61运用有限元法对初步设计的车架进行辅助分析将大大提高车架丌发、设计、分析和制造的效能和车架的性能。车架在各种载荷作用下，将发生弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。传统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力变形情况，有限元法正好能够解决这一问题。利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。从设计上避免车架出现共振的现象。通过对车架结构的优化设计，可以进一步降低车架的重量，在保证车架性能的前提下充分的节省材料，对降低车架的成本具有重要的意义。综上所述，有限元法已经成为现代汽车设计的重要工具之一，在汽车产品更新速度快，设计成本低、轻量化和舒适性要求越来越高的今天，对于提高汽车产品的质量、降低产品开发与生产制造成本，提高汽车产品在市场上的竞争能力具有重要意义。通过本文的研究，预计达到以下目的：建立车架结构有限元分析的规范化步骤，为将有限元技术应用于车架设计做好基础性工作。通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计有关人员提供参考。对所研究的车架进行结构的静、动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。对车架结构的优化进行初步探讨，为优化设计运用于车架设计进行初步的尝试，以便于以后更好地为车架设计服务。1.2 研究背景在汽车行业中，有限元法广泛应用于各大汽车总成，包括车架、车身、车桥、离合器、轮胎、壳体等零部件以及驾驶室噪声的分析，大大提高了汽车的设计水平，正在成为设计计算的强有力工具之一。目前，在进行汽车车架设计时，设计人员主要采用的还是传统的办法对车架进行简化的计算，或者由其它部门进行有限元分析计算。车架的这种设计模式导致的问题优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。为了促进车架设计水平的提高，保证整车在市场上的竞争能力，必须将车架有限元分析技术提高到战略的高度上来。因此，本文以 3.2t 轻型货车车架为研究对象，主要对车架结构有限元模型的建立，静、动态特性分析以及设计参数的优化等内容进行研究与探讨，最终掌握车架结构的特性，对车架结构进行评价，得出车架结构纵梁优化模型，为车架结构的强度及动力特性的仿真以及优化提供基础 7。1.3 有限元法在国内外车架结构设计中的研究现状在国外，从 60 年代起就开始运用有限元法进行汽车车架结构强度和刚度的计算。1970 年美国宇航局将 NASTRAN 有限元分析程序引入汽车结构分析中，对车架结构进行了静强度有限元分析，减轻了车架的自重，是最早进行车架轻量化的分析。当前，国外各大汽车公司利用有限元软件进行车架结构静态分析、模态分析的技术已非常成熟，其工作重心已转向瞬态响应分析、噪声分析、碰撞分析等领域。特别是随机激励响应分析备受青睐，主要是因为它可用来进行车辆的强度、刚度、振动舒适性和噪声等方面的分析：国外将有限元法引入到车架强度计算比较早，而我国大约是在七十年代末才把有限元法应用于车架的结构强度设计分析中。在有限元法对汽车车架结构的分析中，早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是令人满意的，但由于梁单元本身的缺陷，例如梁单元不能很好的描述结构较为复杂的车架结构，不能很好的反映车架横梁与纵梁接头区域的应力分布，而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形，因此梁单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限，基本上可以作为一种完全的强度预测手段。近十年来，由于计算机软件与硬件的飞速发展，板壳单元逐渐被应用到汽车车架结构分析中，使分析精度大为提高，由过去的定性或半定量的分析过度到定量阶段。随着计算机软、硬件技术的发展，特别是微机性能的大幅提高及普及，在微机上进行有限元分析已不再是很困难的事，同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。国外大型汽车公司经过近百年的汽车设计制造，在车架设计方面积累了丰富的试验数据和理论分析经验，形成了实用的结构设计数据库、设计改正记录和设计规范。目前应用于车架开发上比较成熟的方面主要有：刚度、强度分析(应用于整车、大小总成与零部件分析以实现轻量化设计)，NVH 分析(各种振动、噪声，包括摩擦噪声、风噪声等)、机构运动分析等；建立在分析和实验基础上的种优化方法为车架设计提供了多种实用优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！的选择方案，使车架设计从经验设计到优化设计跨出了一大步。在关于优化算法方面的研究，国外将遗传算法引入到结构形状优化算法中并获得良好的效果。总的看来，国外轻量化研究主要有以下几个方面：(1)提出先进的设计理念，发展先进的制造工艺并通过尺寸参数优化而得到新的轻量化结构；(2)将拓扑优化和形状优化引入到结构轻量化过程中；(3)提出新的现代优化方法，并进入到结构轻量化中；(4)利用硬件优势，大量考虑动态过程中的各种约束，对尺寸参数进行优化而得到轻量化结构。我国早在 1956 年就由我国著名的数学家冯康教授在有限单元法的研究方面发表了研究论文，在研究变分问题的差分格式中，独立的提出了分片插值的思想，并把它用于工程结构的分析，为有限元法的形成做出了贡献。目前，我国利用有限元法进行汽车分析已发展到普遍应用有限元法静强度和有限元动态响应分析及优化分析阶段。2002 年马迅、盛勇牛以车架的部分结构的截面尺寸为优化变量，采用板壳和梁单元组合建立有限元模型，以车架变形和一阶频率为约束，在弯曲和扭转工况取得了减重13.31的效果。2003 年 10 月李娜采用板壳单元对机车车顶结构建立有限元模型，应用自己编制的遗传算法程序，对形状、加强筋的布置数量和位置以及截面尺寸进行了优化，减轻重量 176.4Kg。2004 年 5 月杜海珍针对汽车典型结构拓扑优化方法及应用进行了研究。为了解决在删除无效材料时可能导致的应力集中问题，基于围绕结构边界和孔洞周围附加人工材料单元的思想，提出了一种新的基于应力及其灵敏度的优化准则。2005 年 4 月吉林大学的余传文采用板壳单元对某重型载货汽车车架结构建立有限元模型，并对车架结构的静、动态特性分析的进行了研究，在建立简单的车架梁单元优化模型的基础上，以车架纵梁截面尺寸为设计变量对车架进行优化分析，从车架体积和最大变形随着迭代过程的变化曲线可以看到车架的自重明显降低 Iz01。2006年 6 月北京航空航天大学的张洪伟，张以都等人探讨了基于动力特性灵敏度分析的动力修改技术。建立了某农用车车架的参数化有限元模型，并对车架进行灵敏度分析，在分析结果的指导下，进行了车架的动力修改，取得了良好的效果，为农用车改型设计及推出新产品提供了思路和设计依据，为在工程实践中应用结构动力修改和结构优化设计理论作了有益的尝试。虽然前人在车架的有限元分析方面已做了大量的工作，但之前的研究对灵敏度分析和优化设计大都是分开进行的，对其进行动力修改，提高其动力性能，单凭设计人员的经验进行修改，自然避免不了盲目性，也不能做到以最小的改动达到最佳的效果，因此有必要在灵敏度分析的基础上进行优化设计。在国内，高等院校对基于结构优化的车辆轻量化研究发展也很多，但由于没有完备的结构设计数据库和设计规范，有时只能按解剖进口车结构来进行参照性设计。具体在车架结构分析方面，车架的刚度分析对结构分析的重要性近些年已受到广泛的重视。从分析类优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！型上看，仍以车架结构静态分析为主。虚拟试验场整车分析正在着手研究，此外还有焊装模拟分析、喷涂模拟分析等。其中，车架刚度、强度分析，碰撞模拟分析，空气动力特性分析。金属板件拉延成形特性分析等已步入实用化阶段，为车架的全面优化设计奠定了基础。国内目前的轻量化研究主要集中在汽车一般零部件、底盘车架结构等的改形设计方面，在产品设计阶段引入有限元法对车架轻量化设计的研究很少。与国外相比，国内关于在轻量化设计过程中引入新的现代优化算法的研究比较匮乏，轻量化设计过程中的分析规模较小，CADCAE 一体化在产品设计开发阶段的应用还不成熟以至于汽车生产厂家很少采用。同时，国内外不少公司、科研机构及高等院校陆续开发了一些通用性很强的大型有限元结构分析软件程序，这些程序可用来分析任意规模的结构，如整架飞机或整个汽车的结构。这些有限元软件已发展到成熟的阶段，比较成熟并且普及较广的有美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的 SAP、美国麻省理工学院研制的 ADINA、美国国家航空与航天局研制的 NASTRAN、德国斯图加特大学宇航结构静力学研究所研制的ASKA、世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS 开发的 ANSYS 软件等等。这些通用程序的研制成功，大大简化了结构分析工作，只要求使用任意掌握有限元法的基本理论，熟悉建立有限元分析模型的方法和通用程序的使用方法即可。这些大型商业通用有限元分析软件也像 CAD 设计软件一样在汽车研发过程中得到普及，有实力的汽车厂商甚至为自己的产品开发独立地从事这些有限元分析软件的二次开发。综合分析这些文献可知，当前国内对于有限元法应用于车架结构分析的研究只是限于对车架或车架结构在静态扭转、弯曲载荷以及几种极限工况载荷作用下的分析，得出车架结构的静态应力分布，并对其进行了局部的修改，由于软硬件对计算模型规模的限制，模型的细化程度不够，因而结构的刚度、强度分析的结构还比较粗略，计算结果多用来进行结构的方案比较，离虚拟试验的要求还有相当大的差距。1.4 主要研究内容及技术路线ANSYS 是大型的通用有限元软件，其功能强大，可靠性好，具有强大的结构分析能力和优化设计模块，因而被国外大多数汽车公司所采用。本文将基于 ANSYS 建立车架结构的实体单元模型，对汽车车架结构进行静力和动力分析的研究以及对车架进行尺寸优化设计的研究。首先，对 ANSYS 进行了简要的介绍，为车架结构进行有限元分析做好准备工作；其次，以 CA1040 轻型货车车架结构为研究对象，利用ANSYS 建立了车架结构实体单元模型，对车架结构的静、动态特性进行深入研究，对车架进行性能分析评价，最后以车架纵梁截面尺寸作为设计变量，以车架总体积为优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！设计目标，运用 ANSYS 优化模块对车架结构的尺寸优化设计进行有益的尝试。技术路线如图 1.1 所示：图 1.1 技术路线图优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！第 2 章 有限元结构的基础理论2.1 有限元法的基本理论2.1.1 有限元法的基本概念有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代数值计算方法。它以弹性力学为理论基础，又与经典的弹性力学解析法不同。有限单元法将连续体理想化为有限个单元集合而成，这些单元仅在有限个节点上相连接，亦即用有限个单元的集合来代替原来具有无限个自由度的自由体。有限元单元的分割和节点的配置非常灵活，它可适应于任意复杂的几何形状，处理不同的边界条件。单元有各种类型，包括线、面和实体或称为一维、二维和三维等类型单元。节点一般都在单元边界上，单元之间通过节点连接，并承受一定载荷，这样就组成了有限单元集合体。在此基础上，对每一单元假设一个简单的位移函数来近似模拟其位移分布规律，通过虚位移原理求得每个单元的平衡方程，即是建立单元节点力和节点位移之间的关系。最后把所有单元的这种特性关系集合起来，就可建立整个物体的平衡方程组。考虑边界条件后利用计算机解此方程组求得节点位移，并计算各单元应力。而且，单元细化程度越高，所得的解越接近精确值。2.1.2 有限元法的基本思路（1）物体离散法将某个工程结构离散为有各种连结单元组成的计算模型，这一步称作单元剖分。离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来。单元节点的设置、数目等问题的性质，由计算精度而定（一般情况，单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大） 。所以有限元法中分析的结构已不是原有的物体或结构物，而是同样的材料由众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限单元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。（2）单元特性分析选择未知量模式 1在有限单元法中，选择节点位移作为基本未知量时称为位移法；选择节点力作为基本未知量时称为力法；取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算机自动化，所以在有限单元法中位移法应用范围最广。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！当采用位移法时，物体或结构物体离散化之后，就可以把单元中的一些物理量如位移、应变和应力等用节点位移来表示。这时可以对单元中位移的分布采用一些能逼近原函数的近似函数予以描述。通常，有限元法中将位移表示为坐标变量的简单函数。这种函数称为位移模式或位移函数。分析单元的力学性质 2根据单元的材料性质、形状、尺寸、节点数目、位置及其含义等，找出单元节点力和节点位移的关系式，这是单元分析中的关键一步。此时应用弹性力学中的几何方程和物理方程来建立力和位移的方程式，从而导出单元刚度矩阵，这是有限元基本步骤之一。计算等效节点力 3物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元。但是，对于实际的连续体，力是从单元的公共边界传递到另一个单元中去的。因而这种作用在单元边界上的表面力，体积力或集中力都需要等效地移动节点上去，也就是用等效的节点力来替代所有作用在单元上的力。（3）单元组集利用机构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新连接起来，形成整体的有限元方程KQF（2.1）式中，K 是整体结构的刚度矩阵；Q 是节点位移列阵；F 是载荷列阵。（4）求解未知节点位移解有限元方程式（2.1）得出位移。这里，可以根据方程组的具体特点来选择合适的计算方法。2.2 ANSYS软件的简介2.2.1 ANSYS 的主要特点ANSYS 在有限元分析软件中具有领先地位，主要是因为它具有下列特点：唯一能够实现多场及多场耦合分析功能的软件，可以进行结构、热、流体流动、电磁等的单独研究或者它们之间相互影响的研究。唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型有限元分析软件。唯一具有多物理场优化功能的有限元分析软件。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！有强大的非线性分析功能。多种求解器分别适用于不同问题及不同的硬件配置。支持从微机、工作站到巨型机，以及所有平台之间的并行计算。支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容。多种自动网格划分技术。可与大多数 CAD 软件集成并有接口。良好的用户开发环境，综合应用菜单、对话框、工具条、命令行输入，图形化输出等多种方式，使应用更加方便。2.2.2 ANSYS 的主要功能ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。ANSYS 的前处理模块主要有两部分内容：实体建模和网格划分。1)实体建模ANSYS 程序提供了两种实体建模方法：自顶向下与自底向上。自顶向下进行实体建模时，用户定义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”一个实体模型。ANSYS 程序提供了完整的布尔运算，诸如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在创建复杂实体模型时，对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。ANSYS 程序还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即：用户首先定义关键点，然后依次是相关的线、面、体。优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！2)网格划分ANSYS 程序提供了使用便捷、高质量的对 CAD 模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。ANSYS 程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，用户指示程序自动地生成有限元网格，分析、估计网格的离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析计算、估计网格的离散误差，直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。分析计算模块分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。后处理模块后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了 100 种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上。2.2.3 ANSYS 的结构分析文件在建立一个分析任务时，ANSYS 自动创建大量文件，这些文件以任务名为文件名的基础，通过对该任务名后添加字符或者使用不同的扩展名来识别不同类型的文件。2.2.4 ANSYS 提供的分析类型ANSYS 软件提供的分析类型如下：结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。ANSYS 程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不优秀本科毕业设计（论文）精品优秀毕业设计，助答辩无忧！同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。ANSYS 可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS 程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。动力学分析ANSYS 程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热一结构耦合分析能力。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。流体动力学分析ANSYS 流体单元