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有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用.doc

有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用.doc

上传者: hunry147 2017-12-22 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用doc》,可适用于综合领域,主题内容包含有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用第卷第期年月沈阳大学JOURNAIFSHENYANGUNIVERSITYVo,NoAug文章编号:()有限元法在汽符等。

有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用第卷第期年月沈阳大学JOURNAIFSHENYANGUNIVERSITYVo,NoAug文章编号:()有限元法在汽车坐椅结构设计中的应用周易,赖征海(沈阳华晨金杯汽车有限公司,辽宁沈阳)摘要:介绍了有限元法在汽车工程实际中的应用,并给出了应用实例关键词:有限元法灵敏度分析汽车结构设计中图分类号:THTP文献标识码:A汽车坐椅有限元模型该模型为一汽车坐椅的骨架结构(见图),要求分析在扶手处施加沿向N的力时,该处的向位移模型使用通用限元前处理软件卜rER啪SH搭建,共个单元,个节点考虑到扶手的刚度与钣金件的刚度相比大得多,扶手及其与坐椅侧板的连接采用了简化形式,用刚性单元RBE来模拟,零件之间的螺栓连接也用RBE单元模拟根据CAD模型用壳单元对钣金件进行离散,并依据焊接工艺卡建立焊点连接,焊点用I单元模拟,在坐椅与地板连接处施加约束,扶手处施加沿向N的作用力图坐椅骨架有限元模型静载荷分析首先对所设计的模型进行静载荷分析,判断各构件设计是否符合要求分析使用线性分析软件NASTRAN~,分析结果如图所示图NASTRAN中分析的位移云图由图看出,扶手处的位移为ITffn,符合法规要求但是最大应力为MPa,超出了给定的材料的屈服极限(IMPa),因此,其位移并非真实值,需要进行非线性分析更改模型的相关参数和设置,将其提交给非线性分析软件ABAQUS求解,结果见图图ABAQUS中分析的位移云图收稿日期:作者简介:周易(一),男,湖北黄岗人,沈阳华晨金杯汽车有限公司研发中心工程师,硕士沈阳大学第卷由图可以看出,扶手处位移为mm,超出了法规要求,因此,必须对坐椅骨架的结构重新设计,或者增加钣金件的厚度,或者对某些零件重新设计,或者在设计允许的地方添加加强件以上种种措施必须结合坐椅的其他设计要求,如重量,在整车中的布置等来加以权衡选择下面通过灵敏度分析,考虑在侧板内侧焊接一加强件,见图位移灵敏度分析【】所谓灵敏度分析,是指在求解最优方案时,由于设计变量的某些变化而对一些相关值(如目标值)的影响设计灵敏度分析,通常对设计者最有参考价值的是设计变量发生变化(如制造误差,数据取整等)时对目标函数或约束函数的影响,和约束函数中某个参数值发生变化时对目标函数的影响前者可以用目标函数的梯度信息来估计通过分析,可以定量地表明该项设计能有多大的裕量和安全系数,或者对设计方案作些修改可以估计出所取得的经济和技术效果其数学表达式为:差lx式中,为设计灵敏度r为第个相关变量z为第i个设计变量为某一设计点本例中,取各钣金件的厚度为设计变量,取扶手Y向位移为相关变量(响应),在NASTRAN中进行灵敏度分析计算结果如下:DRI~kSPID=lRESPONSETYPE=DISPGRIDID=(X)MPNO=SEII)=SUIASERESPVAII脏I)ESIGNVARIABLECEFFICIE卜rrEBImM一ERECIINER一OESII)ES一EUPPER一EO)ESIGN一EONNI)s一EO上述CAEEFICIENT为扶手y向位移对各钣金件厚度的灵敏度负号表示增加厚度则y向位移减小结构更改建议从以上位移灵敏度分析可以看出,增加几个钣金件的厚度都可以减小扶手的Y向位移,但是影响各不相同在几个构件中,坐椅侧板SIDES对扶手y向位移影响最大,其次是RECLINER和BOTTOM加强板DESIGN和NONDS对扶手y向位移影响最小因此,从效果的角度来看,修改零件结构的时候,应该优先考虑灵敏度最大的零件当然,如果主要零件的形状不能更改并且坐椅的重量又有限制,这种情况下可以考虑适当增加RECLINER的厚度,因为其面积较小增加厚度对总体质量的影响不会太大或者改变加强件的形状,如,将其改为肋板的形式,提高其抵抗载荷的刚度参考文献:Ms(二)FTwARE:MScN~r()陈周机械优化设计方法M北京:冶金工业出版社FiniteElementMehtodAppliedinCarBodyStructureDesignZHULAZhenghai(ShenyangBrillianceJinbeiAutomobile),Ltd,Shenyang,China)Abstract:ThepracticalapplicationoffiniteelementmethodincarstructuredesignispresentedAnexampleofapplicationisprovidedKeywords:finiteelementmethoddesignsensitivityanalysisstructuredesignofautomobile【责任编辑刘晓鸥】

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