车辆结构有限元瞬态动力学分析

1、车辆结构有限元分析第八章 车辆结构有限元瞬态动力学分析瞬态动力学分析基础瞬态动力学分析基本流程汽车主轴的瞬态动力学分析小车瞬态动力学分析一、瞬态动力学分析基础 瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意随时间变化的载荷的结构动力学响应的一种方法。瞬态动力学分析可以确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下随时间变化的位移、应变应力及力。一、瞬态动力学分析基础 瞬态动力学应用广泛，对于承受各种冲击载荷的结构，如汽车的门、缓冲器、车架、悬架等；承受各种随时间变化载荷的结构，如桥梁、建筑物等；以及承受撞击和颠簸的设备等。一、瞬态动力学分析基础 在Workbench中瞬态动力学的模

2、型可以是刚体的，也可以是柔性体。Flexible柔性体：是相对于刚体的概念，强调了可变形性，也可以是粘弹性或者弹塑料等。Rigid刚体：在运动中和受力作用后，形状和大小不变，而且内部各点的相对位置不变的物体。一、瞬态动力学分析基础 载荷和时间的相关性使惯性力和阻尼作用重要。瞬态动力学的基本运动方程是： 如果惯性力和阻尼作用不重要，上述方程就成了静力学分析。二、瞬态动力学分析基本流程 在Workbench中启动瞬态动力学分析：二、瞬态动力学分析基本流程瞬态动力学分析的基本步骤：1）建立有限元模型，设置材料属性；2）定义接触区域；3）定义网格控制并划分网格；4）制定边界条件；5）设置Analysi

3、s Settings；6）设置求解选项并求解；7）对结果进行评价和分析。二、瞬态动力学分析基本流程 瞬态动力学分析与静力学分析中的不同处：1）几何模型柔性体：需要输入材料的特性包括密度、泊松比、弹性模量等，非线性材料还要输入非线性的一些特性参数；对于刚体只需密度即可。二、瞬态动力学分析基本流程2）时间步长 时间步长是从一个时间点到另一个时间点的时间增加，它决定了求解的精确度，因而因根据实际需要精确选取，至少要获得动力响应频率。 通常情况下：初始时间步长可设定为： 可设置自动时间步长进行求解，亦可输入tinitial、tmin、tmax后，程序会按照自动步长算法决定最优的t值。)*20/(1re

4、sponseinitialft二、瞬态动力学分析基本流程3）运动副 在瞬态动力学分析增加了Body-Groud、Body-Body。二、瞬态动力学分析基本流程4）弹簧（Spring） 弹簧（Spring）用于连接不同部件或将部件连接于固定点，弹簧的特性是需要输入纵向刚度和阻尼，弹簧的长度不允许为0，弹簧多连接于几何体的点、线或面。二、瞬态动力学分析基本流程5）载荷和约束 在瞬态动力学分析中，刚体部件类似于动力学分析，载荷只能为惯性力、远端载荷、运动副条件。由于刚体不能变形，故结构载荷及温度载荷不起作用。 对于柔性体，任何载荷和约束都能加载，而且各载荷均可用时间-历程载荷的形式加载，其数值可为常

5、数、表格数据或函数形式。二、瞬态动力学分析基本流程可求解结果：1）变形、应力、应变、速度、加速度；2）力和弯矩反力；（暂时未找到例子）3）连接、弹簧和螺栓预紧力。（暂时未找到例子）三、汽车主轴的瞬态动力学分析 汽车主轴由4部分组成，两个主轴通过两个转销连接在一起，一端传递扭矩（分步加载）、另一端约束。三、汽车主轴的瞬态动力学分析 暂且不论名字正确和结构是否是汽车上的。三、汽车主轴的瞬态动力学分析导入几何并编辑，建立瞬态分析、双击Model三、汽车主轴的瞬态动力学分析建立柱坐标系：三、汽车主轴的瞬态动力学分析划分网格三、汽车主轴的瞬态动力学分析Analysis Settings求解分析步控制1三

6、、汽车主轴的瞬态动力学分析Analysis Settings求解分析步控制2三、汽车主轴的瞬态动力学分析Analysis Settings求解分析步控制3三、汽车主轴的瞬态动力学分析载荷设定三、汽车主轴的瞬态动力学分析边界条件设定三、汽车主轴的瞬态动力学分析设置求解选项1）求解Mises应力；2）求解Directional Velocity3）求解Deformation的Y向变形三、汽车主轴的瞬态动力学分析设置求解选项4）求解Deformation的X向变形（同3）5）选择 ，设置参数如下：三、汽车主轴的瞬态动力学分析三、汽车主轴的瞬态动力学分析四、小车瞬态动力学分析 四、小车瞬态动力学分析导

7、入car_hit.agdb，建立瞬态分析四、小车瞬态动力学分析双击Model，将所有零部件设置为刚体四、小车瞬态动力学分析采用VirtualTopology将路表面建立虚拓扑：四、小车瞬态动力学分析删除 中的所有子选项，重新建立连接：建立轮胎与地面的摩擦：四、小车瞬态动力学分析分别建立轮胎与地面的摩擦：四、小车瞬态动力学分析在Wheel_X和Block_X之间插入旋转副Revolute：四、小车瞬态动力学分析在Wheel_X和Block_X之间插入旋转副Revolute：四、小车瞬态动力学分析 在滑块Block和车架Body之间建立移动副Translational并插入弹簧Spring。四、小车瞬态动力学分析在滑块Block和车架Body之间建立移动副Translational：需要多次调整，把参考坐标系的X轴调整到与移动副方位要求一致。四、小车瞬态动力学分析在滑块Block和车架Body之间插入弹簧Spring：四、小车瞬态动