車輛結構有限元分析

車輛結構有限元分析

《車輛結構有限元分析》在總結車輛結構有限元分析套用成果的基礎上,結合作者柴山、剛憲約、焦學健、李麗君二十多年來套用有限元法解決車輛結構分析問題的實踐與經驗,針對車輛結構和工作特點,重點討論和介紹了在車輛結構有限元建模技術、車輛結構有限元分析的邊界條件與載荷、車輛結構的有限元動態分析、車輛碰撞安全性分析、車輛結構的非線性有限元分析和車輛噪聲的有限元分析等方面的研究成果和工程實例。 《車輛結構有限元分析》可作為車輛行業CAE分析師及設計人員的參考資料,也可作為機械與車輛工程專業研究生的教學參考書。

基本介紹

  • 書名:車輛結構有限元分析
  • 作者:柴山 剛憲約
  • 出版日期:2013年12月1日
  • 語種:簡體中文
  • ISBN:711809188X, 9787118091885
  • 外文名:Finite Element Anolysis of Vehicle Structures
  • 出版社:國防工業出版社
  • 頁數:230頁
  • 開本:16
  • 品牌:國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,編輯推薦,目錄,

內容簡介

《車輛結構有限元分析》是套用有限元法解決車輛結構分析問題的實踐與經驗的總結,結合車輛結構的特點,介紹了在車輛結構有限元建模技術、邊界條件與載荷、車輛結構的有限元動態分析、車輛碰撞安全性分析和車輛結構的非線性有限元分析以及車輛噪聲的有限元分析等方面的研究成果和工程實例。

圖書目錄

第1章緒論
1.1有限元法概述
1.2車輛結構有限元分析的特點
1.2.1車輛結構有限元模型的特點
1.2.2車輛結構有限元分析的邊界條件
1.2.3車輛結構有限元分析的載荷
1.3車輛結構有限元分析的內容
第2章車輛結構有限元建模技術
2.1車輛常用連線方式的自由度耦合方法
2.1.1焊接的自由度耦合
2.1.2鉸接連線的自由度耦合
2.1.3加強板的自由度耦合
2.2基於位移協調條件的多點自由度約束方程方法
2.2.1不同連線方式的位移協調條件
2.2.2基於位移協調條件的多點自由度約束方程方法
2.2.3目標點及相關單元的確定
2.2.4基於形函式的目標點位移自由度
2.2.5單元局部坐標系下源點與目標點的自由度耦合方程
2.2.6整體坐標系源點與目標點的自由度耦合方程
2.2.7實例驗證
2.3三維實體單元與板殼單元的組合建模方法
2.3.1三維實體單元與板殼單元的組合建模概述
2.3.2基於約束方程的實體單元與板殼單元組合建模方法
2.3.3實體單元與板殼單元的組合單元
2.4車架結構參數化建模
2.4.1參數化設計與建模
2.4.2載貨車車架參數化設計
2.4.3載貨車車架參數化建模系統
第3章邊界條件與載荷
3.1鋼板彈簧懸架的有限元模型
3.1.1鋼板彈簧懸架模型的基本要求
3.1.2常用的幾種鋼板彈簧懸架有限元模型
3.1.3鋼板彈簧懸架的有限元模型小結
3.2油氣彈簧懸架的有限元模型
3.2.1油氣彈簧懸架的力學特點
3.2.2基於最佳化方法的等軸荷算法
3.2.3油氣彈簧懸架的載荷等效與輔助約束法
3.3基於位移法的輪胎載荷計算方法
3.3.1彎曲工況輪胎載荷計算
3.3.2扭轉工況輪胎載荷計算
3.3.3起動/制動工況輪胎載荷計算
3.3.4轉彎工況輪胎載荷計算
3.3.5數值算例
3.4制動工況下載貨汽車車架垂直載荷計算方法
3.4.1模型假設與縱梁分布載荷模式
3.4.2不同制動強度的車架縱梁載荷模型
3.4.3制動工況車架縱梁載荷的求解算法
3.4.4算例
3.5整體式車橋有限元分析的位移邊界模型
3.5.1軸頭直接約束法
3.5.2輔助支承法
3.5.3RBE3約束法
3.5.4主要結論
第4章車輛結構的有限元動態分析
4.1車輛模態分析
4.1.1模態分析基本理論
4.1.2車輛模態分析實例
4.2車輛結構的諧回響分析
4.2.1諧回響分析的計算方法
4.2.2發動機不平衡激勵下的諧回響分析實例
4.3懸架剛度和阻尼對載貨車振動特性的影響
4.3.1彎曲工況
4.3.2扭轉工況
4.4運動激勵下結構動態回響分析的模態疊加法
4.4.1傳統的轉換方法——自由邊界法
4.4.2一種新的運動激勵轉換方法——固定邊界法
4.4.3算例一:平面應力薄板的頻率回響分析
4.4.4算例二:輕型貨車車架在路面不平度激勵下的頻率回響
4.4.5算例三:輕型貨車車架過減速帶時的瞬態回響
4.4.6主要結論
第5章車輛碰撞安全性分析
5.1動態顯式有限元方法
5.1.1動態顯式有限元求解控制方程
5.1.2空間有限元離散
5.1.3顯式中心差分算法
5.1.4時間步長的控制
5.1.5沙漏控制
5.1.6接觸算法
5.2國內外汽車碰撞安全法規及標準簡介
5.2.1美國NHTSA
5.2.2美國IIHS
5.2.3日本J—NCAP
5.2.4歐洲E—NCAP
5.2.5中國C—NCAP
5.3電動汽車碰撞安全仿真分析
5.3.1幾何模型簡化
5.3.2格線劃分
5.3.3材料模型的建立
5.3.4懸架模型的建立
5.3.5輪胎模型的建立
5.3.6整車有限元模型的建立
5.3.7碰撞仿真結果分析
5.4大客車翻滾安全性有限元仿真
5.4.1客車側翻有限元模型的建立
5.4.2基於剛體車身假設的碰撞初始條件分析
5.4.3客車側翻試驗特點及主要影響因素
5.4.4客車側翻算例
5.5座椅—乘員安全性有限元仿真
5.5.1座椅抗前傾性能要求
5.5.2邊界條件及假人
5.5.3計算實例
第6章車輛結構的非線性有限元分析
6.1車輛結構的彈塑性分析
6.1.1彈塑性分析概述
6.1.2掛車車軸彈塑性分析
6.2車輛結構的接觸非線性分析
6.2.1接觸非線性分析概述
6.2.2鉚接車架有限元建模
6.2.3鉚接車架強度分析
6.3校車座椅及固定件後傾非線性分析
6.3.1校車座椅後傾(靜態載入)試驗技術條件
6.3.2座椅後傾有限元模型
6.3.3顯式求解結果分析
6.4拖拉機駕駛室安全性試驗的非線性有限元仿真
6.4.1彈塑性材料特性
6.4.2仿真過程及結果
第7章車輛噪聲的有限元分析
7.1車輛噪聲概述
7.1.1車輛噪聲的分類
7.1.2噪聲的數值分析方法
7.2車輛乘坐室聲學模態分析
7.2.1車輛乘坐室聲學模態分析的意義
7.2.2聲學模態分析基本原理
7.2.3車室聲腔模態分析實例
7.3基於聲固耦合的車輛聲場頻率回響分析
7.3.1聲固耦合方法的選擇
7.3.2聲固強耦合
7.3.3聲固弱耦合
7.3.4駕駛室聲固耦合頻率回響分析實例
7.4消聲器的傳聲損失分析
7.4.1傳遞導納理論
7.4.2消聲器傳聲損失計算實例
參考文獻

編輯推薦

《車輛結構有限元分析(附光碟)/汽車先進技術論壇叢書》編著者王國軍、李栓成。
《汽車先進技術論壇叢書:車輛結構有限元分析》簡單介紹了有限元技術在車輛結構分析中的地位作用與套用現狀,有限元分析的理論基礎;詳細介紹了進行車輛結構靜力學分析、模態分析、諧回響分析、瞬態動力學分析、疲勞分析的基本方法和操作步驟,對於每一種分析方法,都給出了具體的案例。書中案例源於工程實際與經典教材,很多具有原創性;案例豐富,突出實用性。為方便讀者學習,本書配有光碟。
本書不僅可以作為車輛工程相關專業的教材,對從事車輛裝備和其他機械結構分析的工程人員也極具參考價值。

目錄

前言
第1章 車輛結構有限元分析概述
1.1 有限元技術在車輛工程中的地位與作用
1.2 有限元技術在車輛工程中的套用
1.3 本書的主要內容
第2章 有限元分析基礎
2.1 有限元分析理論基礎
2.1.1 有限元分析的基本步驟
2.1.2 有限元分析實例
2.2 ANSYS基本操作
2.2.1 用戶界面
2.2.2 ANSYS的資料庫
2.2.3 ANSYS的檔案格式
2.2.4 ANSYS的幫助系統
2.2.5 簡單實例
2.3 ANSYS Workbench基本操作
2.3.1 ANSYS Workbench操作界面
2.3.2 ANSYS Workbench Mechanical
2.3.3 簡單實例
2.4 有限元分析中的單位制
2.4.1 ANSYS Workbench操作平台下的單位設定
2.4.2 ANSYS Apdl操作平台下的單位設定
第3章 車輛結構常用材料在ANSYS中的定義
3.1 車輛結構常用材料
3.1.1 各種軸類
3.1.2 齒輪用鋼
3.1.3 彈簧
3.2 在ANSYS Workbench中定義車輛結構材料特性
3.2.1 ANSYS Workbench工程數據操作界面
3.2.2 為當前項目添加材料
3.2.3 定義一種新材料
3.2.4 套用案例
第4章 車輛結構有限元建模技術
4.1 幾何建模
4.1.1 基本操作界面
4.1.2 草圖建模
4.1.3 工作平面
4.1.4 拉伸操作
4.1.5 掃略操作
4.1.6 旋轉操作
4.1.7 組合體操作
4.1.8 抽取中面
4.1.9 表面印記(Imprint Faces)
4.1.10 點焊建模
4.1.11 概念建模之梁
4.1.12 概念建模之面車輛結構有限元分析
4.2 接觸
4.2.1 接觸的基本知識
4.2.2 接觸單元的特點
4.2.3 接觸的偏移設定
4.2.4 接觸對的自動生成
4.2.5 接觸對的重新命名
4.2.6 接觸對的手動定義
4.3 格線劃分
4.3.1 自動劃分格線
4.3.2 採用四面體劃分格線
4.3.3 以六面體為主劃分格線
4.3.4 採用掃略方法(Sweep)劃分六面體格線
4.3.5 多域劃分格線
4.4 載荷與約束
4.4.1 載荷
4.4.2 約束
第5章 車輛結構有限元靜力學分析
5.1 結構有限元靜力學分析基礎
5.1.1 在ANSYS Workbench平台上進行靜力學分析
5.1.2 在ANSYS Apdl操作平台上進行靜力學分析
5.2 汽車驅動橋橋殼的有限元分析
5.2.1 啟動ANSYS Workbench建立後橋分析項目
5.2.2 導入幾何模型
5.2.3 添加材料信息
5.2.4 進行格線劃分
5.2.5 施載入荷及約束
5.2.6 設定求解結果
5.2.7 結果分析
5.3 支架的有限元分析
5.3.1 啟動ANSYS Workbench建立支架分析項目
5.3.2 導入幾何模型
5.3.3 添加材料信息
5.3.4 用螺栓連線車架和支架
5.3.5 進行格線劃分
5.3.6 施載入荷及約束
5.3.7 設定求解結果
5.3.8 結果分析
5.4 懸架結構模擬實例
5.4.1 打開ANSYS Workbench項目檔案
5.4.2 導入幾何模型
5.4.3 用彈簧連線車架和平衡梁
5.4.4 施載入荷及約束
5.4.5 設定求解結果
5.4.6 結果分析
第6章 車輛結構有限元模態分析
6.1 有限元模態分析基礎
6.1.1 基本概念
6.1.2 在ANSYS Workbench平台上進行模態分析
6.1.3 在ANSYS Apdl操作平台上進行模態分析
6.2 某越野汽車二自由度振動模態分析
6.2.1 問題描述
6.2.2 準備工作
6.2.3 建立模型
6.2.4 定義分析類型
6.2.5 施加約束
6.2.6 求解
6.2.7 後處理
6.2.8 Apdl指令
6.3 某重型高機動越野汽車的模態分析
6.3.1 問題描述
6.3.2 準備工作
6.3.3 建立模型
6.3.4 定義分析類型
6.3.5 施加約束
6.3.6 求解
6.3.7 後處理
6.3.8 Apdl指令
第7章 車輛結構有限元諧回響分析
7.1 有限元諧回響分析基礎
7.1.1 基本概念
7.1.2 在ANSYS Workbench平台上進行諧回響分析
7.1.3 在ANSYS Apdl操作平台上進行諧回響分析
7.2 某越野汽車二自由度振動諧回響分析
7.2.1 問題描述
7.2.2 準備工作
7.2.3 建立模型
7.2.4 定義分析類型
7.2.5 施加約束
7.2.6 進行求解
7.2.7 後處理
第8章 車輛結構有限元瞬態動力學分析
8.1 有限元瞬態動力學分析基礎
8.1.1 基本概念
8.1.2 在ANSYS Workbench平台上進行瞬態動力學分析
8.1.3 在ANSYS Apdl平台上進行瞬態動力學分析
8.2 某越野汽車二自由度振動瞬態動力學分析
8.2.1 問題描述
8.2.2 準備工作
8.2.3 建立模型
8.2.4 定義分析類型
8.2.5 施加約束
8.2.6 求解
8.2.7 後處理
8.2.8 Apdl指令
第9章 車輛結構有限元疲勞分析
9.1 結構疲勞分析基礎
9.1.1 基本概念
9.1.2 疲勞破壞的特點
9.1.3 疲勞分析的基本流程
9.2 應力疲勞分析
9.2.1 應力疲勞分析方法
9.2.2 車輛結構典型材料試件應力疲勞分析實例
9.2.3 發動機連桿的應力疲勞分析
9.2.4 隨機載荷下的應力疲勞分析實例
9.3 應變疲勞分析
9.3.1 應變疲勞基礎
9.3.2 車輛結構典型材料試件應變疲勞分析實例
參考文獻
  

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