有限元法在汽車(chē)中的應(yīng)用

1、有限元法在汽車(chē)中的應(yīng)用有限元法在汽車(chē)中的應(yīng)用有限元法是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中的科學(xué)計(jì)算、設(shè)計(jì)、分析中，成功的解決了許多復(fù)雜的設(shè)計(jì)和分析問(wèn)題，己成為工程設(shè)計(jì)和分析中的重要工具。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速?gòu)慕Y(jié)構(gòu)工程強(qiáng)度分析計(jì)算擴(kuò)展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實(shí)用高效的數(shù)值分析方法，有限元法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研制中所顯示出的無(wú)可倫比的優(yōu)越性，使其成為企業(yè)在

2、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中制勝的一個(gè)重要工具，有限元法在機(jī)電工程中的應(yīng)用也越來(lái)越重要?，F(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷推陳出新使分析仿真技術(shù)以其快速高效和低成本的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)成為汽車(chē)設(shè)計(jì)的重要手段各種分析軟件成為CAE技術(shù)廣泛應(yīng)用的工具。有限元在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)是有目共睹的，在汽車(chē)的設(shè)計(jì)中這些優(yōu)勢(shì)得到了完美的體現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)如下：1、與CAD軟件的無(wú)縫集成當(dāng)今有限元分析軟件的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設(shè)

3、計(jì)后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分并進(jìn)行分析計(jì)算，如果分析的結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，直到滿(mǎn)意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。2、更為強(qiáng)大的網(wǎng)格處理能力有限元軟件允許用戶(hù)根據(jù)自己的實(shí)際情況對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)置和擴(kuò)充，包括用戶(hù)自定義單元特性、用戶(hù)自定義材料本構(gòu)（結(jié)構(gòu)本構(gòu)、熱本構(gòu)、流體本構(gòu)）、用戶(hù)自定義流場(chǎng)邊界條件、用戶(hù)自定義結(jié)構(gòu)斷裂判據(jù)和裂紋擴(kuò)展規(guī)律等，這些極大地提高了有限元的可操作性。在現(xiàn)代化要求越來(lái)越

4、高的今天汽車(chē)數(shù)字化設(shè)計(jì)成為必經(jīng)之路?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法表明產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然只占產(chǎn)品整個(gè)成本的5%但它卻影響整個(gè)成本的70%CAE模擬分析技術(shù)可以很好地解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問(wèn)題并做到快速修正。在汽車(chē)的三大構(gòu)成中，車(chē)身總成比底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)總成要復(fù)雜得多，車(chē)身的設(shè)計(jì)過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜，涉及到工業(yè)造型、工程材料、生產(chǎn)工藝、結(jié)構(gòu)力學(xué)、人機(jī)工程等眾多學(xué)科所以在概念設(shè)計(jì)完成后只有通過(guò)CAE仿真分析才可以快速、全面了解車(chē)上各零部件受力和相互影響情況并指導(dǎo)優(yōu)化設(shè)計(jì)以保證零部

5、件具有足夠的剛度和強(qiáng)度同時(shí)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)型式要求，因此，有限元法的應(yīng)用將會(huì)給汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展做出越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。有限元方法在汽車(chē)上主要有以下幾種應(yīng)用:1結(jié)構(gòu)靜力分析:這是在車(chē)輛及其發(fā)動(dòng)機(jī)的各種零部件設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的問(wèn)題，也是應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域，即分析計(jì)算結(jié)構(gòu)與時(shí)間無(wú)關(guān)的應(yīng)力分布與變形情況。例如齒輪輪齒、鋼板彈簧、車(chē)架、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸套、進(jìn)(排)氣閥、活塞、飛輪的靜力分析。2.結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:可分為兩類(lèi)問(wèn)題:一類(lèi)是求解結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)本身的動(dòng)態(tài)特性，如固