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汽车车架有限元分析
莫妮卡·阿格拉沃尔（人名）
摘要：
车架是汽车中相当重要的一部分。它是一个刚性结构形成的骨架，汽车上面很多的重要的部件都在车架上面搭载。底盘是由“锻钢”构成的，有足够的强度来承受负载和冲击。车架必须来减轻重量来减轻整车的质量。今天的汽车面临的主要挑战是汽车工业要克服增更高的性能、更低的重量用来满足燃油经济性要求，以及各组件的寿命要更加长，以上这些要求都需要在低成本和很短的时间里完成。这项研究正是为了改善商业汽车结构相关的问题，如车架强度，刚度和疲劳特性和应力，弯曲力矩和振动。这些都可以通过静态方法和动态分析实现，结合现有的理论知识和先进的分析方法。设计车架是使用CATIA建模和ANSYS有限元分析。
关键字：车架，CATIA，ANSYS
前言：
车架结构是一辆汽车中相对比较大的部件。车辆外形依赖于这个车架，它提供了一种方法从正面、侧面和翻转的影响中吸收能量。底盘吸收的能量越大影响到传递给车辆驾驶环境的能量就低，所以可以降低受伤害的机会。底盘的主要功能是不仅支持组件和负载，包括引擎，身体，乘客和行李，同时也要保持悬挂和转向机构安装点一定的位置关系。与汽车底盘车架一起为驾驶人和车辆外部部件提供安全。底盘受到压力，弯曲力矩和振动的影响由于道路粗糙度和安装在上面的部件。当卡车行驶在路上时。压力作用于底盘不同于位置,车辆不同的行为车架总是承受着各种压力（不管车辆是否运行），为了克服这个车架的不足，需要车架要有适当的强度，刚度和疲劳性能能够承受这些载荷的压力。模型的更新技术也很重要为分析建立一个良好的模型。从整体的扭转分析，发现了扭转负载比弯曲载荷更严重。为了克服这个问题，在设计阶段横梁和其材料的选择是非常重要的。
图-梯形车架
目的：
研究的目的是研究证明可能有助于改善与乘用车有关的结构问题，以及在车架结构研究中在进行静态和动态分析后，结合现有理论知识和先进的分析方法。寻找出高度加载的点和部分（压力），由于整体强度的影响对结构的加载进行了评估。对车架形状优化或减重。
技术规范：
用于分析底盘使用的卡车模型的TATA 1612.它在满足顾客需求创造这个奇迹过程中，它给予了不断地研究、发展和不懈的努力。更多的能量，更多的扭矩，更多的可靠性和更多上产率的可能性。有一个车身大小的选择，类型以及作为不同应用的轮毂底座。
1）悬挂类型：前部和半圆形抛物线弹簧在后方的椭圆形板簧。
选择2：前部和后部的半椭圆形弹簧。
2）档位数：前进6档，倒档1档
3）最大发动机输出：135 Kw181 Hp @ 2500 rpm
4）· 最大发动机扭矩：685 Nm @ 1400 rpm
· 车辆性能：
整车重量（GVW）：25000kg。
总重量（GVW 有效载荷）：26200公斤。
· 最大档位速度：78公里/小时
- 框架：梯子型重型框架，深度 - 285mm，宽度-65mm，框架宽度 -884mm。
· 重量（kg）：
最大。 允许的GVW = 25000最大。
允许FAW = 6000
最大允许的RAW = 19000
底盘框架的基本计算：
型号=塔塔1612
机箱的侧杆由“C”通道制成
有116mm x 25mm x 5 mm
前悬（a）= 740毫米
后悬（c）= 1400毫米
轮底（b）= 6670毫米
车架的材料是St 52计算的底盘框架
底盘材料为St 52 E = 2.10 x 105 N / mm2
作用于机箱的总负载=机箱的容量 车身和发动机重量=
（25000 600 400 200）* 9.81 = 257022N
底盘有两个横梁。 因此，加载作用于每个梁是
一半
负载作用于单帧= 257022/2
= 128511 N /beam
底盘只需用减震器和叶子夹紧弹簧。 所以底盘是一个简单支持梁均匀分布的负载。 负载作用于整个跨度梁是128511梁的长度是8810毫米。均匀分布负载是128511/8810 = 14.58N /毫米
图：底盘作为支撑梁的支撑梁压力产生的
产生压力
M-max = 72022530.91N-mm
围绕x-x轴的惯性矩= 1266840mm ^4
X-X轴的模数部分= 21842.06897 mm3
在梁上产生的应力= 3297.422N /mm^2
材料
用于分析底盘采用低碳钢。 低碳钢有拉伸强度相对较低，但价格便宜
延展性较好; 表面通过渗碳增加强度
卡车底盘的实体建模
底盘的建模是用CATIA完成的
产品1
车架基础
第1.1部分（1.2）
第1部分（1.1）
对称车架基础
第2部分（第2.1部分）
第3部分（第2.2部分）
第4部分（第.2.3部分）
第5部分（第2.4部分）
第6部分（第2.5部分）
约束
装配部件
应用
车架无负载时静态分析
卡车车架模型静载荷是由的卡车车身和货物的质量。 负载假定为最大载荷获得均匀的压力重量除以货物之间的总接触面积和底盘的上表面。在这个后端和前端的底盘保持固定。由于底盘分为3个部分，在每一部分的一侧施加压力。第一部分施加的压力为290321.9248 N / m2，第二次施加的压力和施加的压力部分为129362.6374 N / m2并施加压力第三部分是244740.1247 N / m2
网格划分
静态结构
静态结构
11/18/2013 5:16pm
A:固定支持
B:固定部分2
C：压力：2.9032e*0.005pa
D:压力2:2.9032e*0.005pa
E：压力3:1.2936e*0.05pa
F；压力4:1.2936e
*0.05pa
G:压力5:2.474e*0.05pa
H:压力6:2.4774e*0.05pa
图
图：-网格划分和加载和边界条件用于没有负载的车架
总变形和方向变形底盘没有负载
A:静态结构
全部变形
类型：整体变形
单位：m
时间：1
1.1/18/20135:11.pm
0.38208 最大
0.33963
0.29717
0.25472
0.21227
0.16981
0.12736
0.084907
0.042453
0最小
A:静态结构
各方向变形
类型:各个方向的变形
全坐标系统
时间：11/10/2013 5:14pm
0.013308最大
0.010398
0.0074976
0.0045775
0.0016674
-0.0012428
-0.0041629
-0.007036
-0.0099731
-0.012893最小
图：全变形方向变形底盘没有负载
车架无车架载荷时的静态分析
车架载荷的载荷和边界条件：
在静态弯曲的情况下，车架加载后部和前部末端保持固定，不同的载荷和边界条件如图所示下面。 为了弯曲，假设力是以向上的方向作用在底盘的两侧。 它
也被认为是底盘负载也在起作用。 在图中H点和点I表示正在进行的力量向上的方向，而其余的是底盘负载作用于向下的方向。 A和J表示固定的支持。
A:静态结构
静态结构
时间：0.6723s
11/18/2013 5;22PM
A：固定支持
B:压力1:1.9458e*0.05Pa
C:压力2:1.9458e*0.05Pa
D:压力3:86703Pa
E压力4:86703Pa
F:压力5：1.6403e*0.05pa
G:压力6:1.6403e*0.05Pa
H：压力：6573N
I:力：26573N
J:固定支持2
图
图 图：的装载带负载车架和边界条件加载
总变形和方向变形底盘有负载
A:静态结构
各方向变形
类型:各个方向的变形
全坐标系统
时间：11/10/2013 5:40pm
0.39193最大
0.34838
0.30438
0.26192
0.21774
0.17419
0.13064
0.087095
0.043548
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