汽车结构有限元分析

有限元分析

1. 有限元法可以分为两类,即线弹性有限元法和非线性有限元法.其中线弹性有限元法是非

线性有限元法的基础,二者不但在分析方法和研究步骤上有类似之处,而且后者常常要引用前者的某些结果.

2. 有限元的数学及力学思想

答：有限元法作为结构分析的一种计算方法，从数学的角度看，其基本思想是通过离散化的手段，将偏微分方程或者变分方程换成代数方程求解；从力学的角度看，其基本思想是通过离散化的手段，将连续体划分成有限个小单元体并使他们在有限个节点相互连接。在一定精度要求下，用有限个参数来描述每个单元的特性，而整个连续的力学特性能够可以认为是这些小单元体力学特性的总和，从而建立起连续的力的平衡关系。

3. 有限元模型:有限元模型是真实系统理想化的数学抽象.由一些简单形状的单元组成,单元

之间通过节点连接,并承受一定载荷.

4. 有限元法:是以力学理论为基础,随着力学\数学和计算机科学相结合而发展起来的一种

数值计算方法.

5. 传统结构设计流程:设计----建模----测试---再设计.(1)作很大简化,计算精度差;(2)结构尺寸

与重量偏大;(3)结构局部强度或刚度不足;(4)设计周期长,试制费用高

6. 现代产品设计:Design(CAD)----Virtual Test(CAE)---Build---Test---Redesign。有限元法

是CAE的核心部分

7. 汽车结构有限元分析的内容：（1）零部件及整车的疲劳分析，估计产品的寿命，分析部

件损坏的原因；（2）结构件、零部件的强度、刚度和稳定性分析（3）结构件模态分析、瞬态分析、谐响应分析和响应谱分析；（4）车身内的声学设计，车身结构模态与车身内声模态耦合；（5）汽车碰撞历程仿真和乘员安全保护分析（被动安全性）；（6）结构件、零部件的优化设计（质量或体积为目标函数）；（7）车身空气动力学计算，解决高速行驶中的升力、阻力和湍流问题

8. 汽车结构有限元分析的流程：（1）制定方案；（2）建立结构模型；（3）划分有限元模型；

（4）有限元模型检查；（5）加载和增加约束条件；（6）求解计算；（7）结果分析。P9

9. 模态分析：固有频率和振型，从数学上讲，固有频率就是系统矩阵的特征值，振型就是

该特征值所对应的特征向量。

10. 谐响应分析：确定结构对已知幅值和频率的正弦载荷的响应。

11. 瞬态动力学分析：确定结构对随时间变化载荷的响应。

12. 单元：用于离散结构的杆、梁、三角形、四边形、四面体、六面体等。节点：单元与单

元之间的连接点。具有一定自由度和存在相互物理作用。

（1）每个单元的特性是通过一些线性方程式来描述的；（2）作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。（3）信息是通过单元之间的公共节点传递的。

13. 自由度：确定物体（或结构）运动时所必须给定的独立运动方程数目。

14. 节点载荷：作用在节点上的外载荷。

15. 节点力：单元间的作用力。

16. 一维结构单元：杆单元、梁单元；二维单元：三角形单元、四边形单元；三维结构单元：

四面体单元、六面体单元等

17. 模型集合的拓扑显示:(1)自由边:自由边只属于一个曲面,默认颜色为红色,在一个经过几

何清理的模型中,自由边通常只存在于部件的外周或者环绕在内部孔洞的周围.(2)共享边:共享边被两个相邻曲面所共有,默认颜色为绿色.(3)压缩边:压缩边为两个相邻曲面所共有,但在划分网格时被忽略被压缩边,不会生成节点,默认为蓝色.(4)T型连接边:表示曲面的边界被三个或三个以上的曲面所共享,默认颜色为黄色.

18. 静态应力分析流程:(1)建立材料属性(2)建立单元属性(3)将单元属性赋予相应的单元(4)建

立约束条件(5)将约束条件赋予相应的节点(6)建立边界条件(7)将边界条件赋予相应的节点(8)建立分析工况(9)提交计算(10)观看结果.