1車架ANSYS建模過程

1、一、ANSYS 建模選擇 Main MenuPreprocessorModelingCreateKeypointsIn Active CS,出現(xiàn) 圖2.1的對話框,輸入第1點的坐標(biāo)。然后點Apply 0依次輸入縱梁的各個坐標(biāo)。 結(jié)果如圖2.2。圖2.1生成點對話框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圖2.2生成的縱梁關(guān)鍵點h! 一I LIANiw T N 口”13701K*?*tr«ck Qm

2、I圖2.4車架骨架關(guān)鍵點jJJ_圖2.3橫梁關(guān)鍵點建立第3, 4, 5, 6橫梁在縱梁上的關(guān)鍵點。選擇 MainMenuPreprocessorModeling CreateKeypointsIn Active CS命令。copy 各個橫梁 的點，以建立橫梁翼板。選擇 Main MenuPreprocessorModelingCopyKeypoints, 建立了圖2.3中橫梁關(guān)鍵點。B田 FrttTWfs缶itl i-tivJiiMi10 4«Mr iJ *11*” 位 TimjEmi. Tvxrrv 01 t*i*u n|tl 目 W h 口將現(xiàn)所有點向Y軸的負(fù)方向偏移100mm,

3、仍然用copy命令。然后將所有 點鏡像 Main MenuPreprocessorModelingReflectKeypoints以 xz 平面為鏡象中 心。結(jié)果如圖2.4?；旧闪?NJ1030車架骨架點模型。XKT： B«ih V-hij國 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 通圖2.5車架輪廓將所有的關(guān)鍵點連接生成線（必須依次

4、連接并且都在同一平面內(nèi)）并如圖2.5 所示：Main MenuPreprocessorModelingCreateLinesStraight Line將所有的線連接生成面（必須依次連接并且都在同一平面內(nèi)），結(jié)果如圖2.6 : Main MenuPreprocessorModelingCreateAreasArbitraryBy Lines。為了將車架所有的面連接起來以進行網(wǎng)格劃分和對梁厚度的不同的設(shè)立， 需要將所有的面粘合起來。選擇 Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansGlueAreas±i現(xiàn)對 話框，選擇Pick ALL即可。圖2

5、.6 NJ1030車架骨架幾何模型至此NJ1030車架的有限元模型以在 ANSYS中建立成功。、ANSYS中車架模型的網(wǎng)格劃分1 .單元的定義選擇Main MenuPreprocessorElement Typ酣擊彳4至U Element Types寸話框。單 擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of Element Types對話框（如圖2.9所示）。本車架結(jié)構(gòu) 為梁架結(jié)構(gòu)，建議采用SHELL 93單元。選擇相應(yīng)的單元類型，單擊 OK按鈕。單 元 Close。圖 2.9 Element Types對話框2 .設(shè)定實常數(shù)選擇 Main MenuPreprocessorReal Constants

6、Add/Edit/Delet命令，彈出 Real Constants對話框，單擊Add按鈕添加參數(shù)。彈出實常數(shù)所屬類型設(shè)置對話框以 后，確認(rèn)要添加的實常數(shù)所屬單元類型為 SHELL93 ,單擊OK按鈕，彈出如圖 2.10所示的參數(shù)設(shè)定對話框，將Shell thickness at node I TK（I）參數(shù)設(shè)置為“2” （為set1的參數(shù)）。圖2.10厚度參數(shù)設(shè)定對話框3 .定義材料屬性選擇 Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models 命令，彈出如 下圖2.11所示的材料屬性定義對話框 1,在Material Models Avail

7、able框中選擇 StructuralLinearElasticIsotropic項。出現(xiàn)如圖2.12所示的材料屬性定義對話框2后，設(shè)定楊氏彈性模量EX為“2E5”，設(shè)定泊松比PRXY為“0.3”。單擊OK 按鈕退出圖2.12所示的材料屬卜t定義對話框2。選擇圖2.11材料屬性定義對話 框1中的StructuralDens計y項。彈出圖2.13材料屬性定義3對話框后,設(shè)定密 度DENS為“7.856E-9"。單擊OK退出圖2.13材料屬性定義對話框3。圖2.11材料屬性定義對話框1圖2.12材料屬性定義對話框2圖2.13材料屬性定義對話框34 .文件保存選擇UtiHty MenuFi

8、leSave As命令，彈出如下圖2.14的對話框。在SaveDatabase to文本框中輸入自定義的文件名“file",然后單擊OK按鈕圖2.14文件保存5 .生成網(wǎng)格選擇 Main MenuPreprocessorMeshingMeshToo命令，彈出如下圖 2.15 所 示的MeshTool對話框。然后單擊上面的set按鈕，出現(xiàn)如下圖2.16所示的對話 框，在Real constant set numbe對話框中選擇1,用來定義即將要被劃分網(wǎng)格的 梁的厚度，單擊OK按鈕。然后在圖2.15對話框中進行以下操作。開啟智能網(wǎng)格劃分器（Smart Sizing）,將精度設(shè)置為3級（精

9、度等級越高， 獲得的網(wǎng)格越好，但消耗的計算機資源越多）確認(rèn) MeshTool的各項為：Areas, Quad （四面結(jié)構(gòu)），F(xiàn)ree單擊Mesh彈出拾取對話框以后選取橫梁所有的面（除 第一橫梁的前端面）。單擊Apply,網(wǎng)格劃分好后，再在圖 2.15對話框中單擊 set按鈕，出現(xiàn)圖2.16對話框后，再在Real constant set number寸話框中選擇3, 單擊OK按鈕，接著完成上同上的操作，將第一橫梁的前端面劃分好網(wǎng)格。如上步驟，再在圖2.17對話框中單擊set按鈕，出現(xiàn)圖2.16對話框后，再 在Real constant set number寸話框中選擇2,完成同樣操作后，選取所

10、有的縱梁 面進行縱梁網(wǎng)格的劃分。圖2.15網(wǎng)格劃分工具對話框圖2.16網(wǎng)格屬性對話框至此，NJ1030貨車車架的網(wǎng)格劃分已全部完成。具結(jié)果如圖 2.17所示:圖2.17網(wǎng)格劃分圖6 .網(wǎng)格細(xì)化如果用戶對網(wǎng)格劃分基本滿意但希望在某個區(qū)域劃分更多的單元，可在選 定的節(jié)點、單元、關(guān)鍵點、線或者面附近細(xì)化局部網(wǎng)格，這些選頂圖元附近的單元被分裂以生成新的單元選擇 Main MenuPreprocessorMeshingMeshTool命令，弓M出圖 2.15所示的MeshTool對話框。單擊Refine at選擇框中選擇細(xì)化種類為單元，單擊Refine按 鈕。選擇所需要細(xì)化的單元進行網(wǎng)格細(xì)化。三、車架模

11、型邊界約束的模擬1 .加載考慮車架承受的自身重力和滿載時的最大總質(zhì)量，受力均勻分布在車架上 （選擇車架上12個均勻分布的點作為加載點）。具體操作步驟如下，選擇MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralForce/MomentOn Nodes 命令。 選擇如下圖的12個點，加上相等的力：F=-3490*9。8*1.2*3.0/12=-10260N （1.2 為安全系數(shù)，3.0位動載系數(shù)，3490為滿載質(zhì)量，應(yīng)為力方向與坐標(biāo)Z方向相反，所以為負(fù)值）。加載重力加速度：選擇 Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructura

12、lInertiaGravity 命令。在出現(xiàn)對話框中的 Global Cartesian Z 一 comp中輸入9800（因為在ANSYS中計算單位為噸，故重力加速度為9800N重力加速度的方向為向上。）如下圖2.18所示圖2.18重力加速度輸入框加速度與受力加載圖如圖2.19。圖2.19加速度與受力加載圖2 .約束在加約束過程中，應(yīng)當(dāng)注意既要消除模型的剛體運動，又不能過約束，產(chǎn) 生附加應(yīng)力。又考慮到在剛度和強度校核過程中，為了便于進行模擬，約束在 前懸處兩根縱梁上的三個平動自由度（X、Y、Z的平動自由度）和后懸處兩縱 梁上的一個平動自由度（Z的平動自由度），根據(jù)車輛實際使用的條件，合理約 束相應(yīng)節(jié)點。這樣可消除結(jié)構(gòu)剛體運動，從而求得在載荷作用下的車架變形。 具體步驟如下：選擇 Main Men