我国地域广阔，对于一些路况复杂的地域，普通车辆难以进入，急需一种全地形越野车用于运输。文章对全地形越野车的车架进行了静力学分析，以确保其车架能满足越野车在复杂工况下的力学要求。
标签：有限元；静力学分析；研究
引言
全地形越野车在行驶时时工况十分复杂，而车架作为越野车主要载体会受到包括发动机在内的各种力和力矩，导致车架发生结构变形，从而影响车架使用寿命甚至会对整车安全造成威胁。因此需要对车架进行静、动态分析，检验其是否可以满足性能要求。文章对越野车车架进行了静力分析，通过对得到的应力及位移云图进行分析来判断车架是否满足设计要求并根据结果对车架进行相关优化，使得越野车车架薄弱部位处应力集中现象得到改善。
1 划分网格的基本原则及单元质量检测
在进行车架有限元模型建立时，应注意以下几点。
（1）保证模型的准确性。车架有限元模型应尽量逼近车架真实结构，同时要考虑到几何和力学特性，重点考虑力学特性。
（2）要保证划分好的网格与相邻单元格节点对应在一起，即相邻单元格共享同一边：焊接单元采用1D单元模拟。
（3）在某些可能出现应力集中的地方要尽可能加密网格，并使网格过渡尽可能平缓。
（4）对一些过渡圆角及螺栓孔等，要进行合理的处理，在不影响力学分析的情况下可进行合理的忽略。
网格质量同样对有限元分析结果有重要影响，一般要对模型几何形状是否满足分析要求进行检查控制。在进行网格质量检查时，文章采用如表1所示的网格质量检查标准。
若检查后发现网格质量较差，可以通过qualityindex面板来对检查后显示质量不合格的网格进行调整，通过对单个质量太差的单元进行优化或对个别单元节点进行移动，从而使部分质量太差的网格质量得到改善。车架节点总数217375，单元总数为263364。
汽车旅行架2 车架有限元分析及结论
2.1 车架基本载荷确定
在实际情况下，由于车辆行驶路况的不同，其需要承受不同的载荷车架会受到静载荷以及动载荷的作用。在文章中，车辆受到的车架载荷包括：车架自重、驾驶员、发动机、油箱、行李架、水箱、电瓶、货物等。车辆静载荷的施加根据实际情况施加。软件可自动进行计算。发动机重量、电瓶、油箱、驾驶员、行李架及行李均按照其与喷雾机车架接触的实际位置，用软件里的质量单元masses进行模拟，作用在相应的节点位置。
2.2 车辆满载工况分析
满载弯曲工况用来模拟的是车辆在行驶路面状况良好且处于满载情况下（行李架、驾驶室等均达到最大负荷），车辆处于静止状态或保持匀速直线行驶时的工况。此工况是车辆在行驶中绝大多数都处于的一种基本工况，是最常见的工况。弯曲工况下的载荷是由车架自重、发动机、油箱、驾驶室等部件受到的重力，车轮着地下产生。为使模拟工况与实际情况接近，同时要消除车架的刚体位移，因此需对车架进行边界条件约束。约束条件为：对车架与前后桥连接位置处的X、Y、Z三个方向节点的自由度进行约束。
从图1及图2中可以看出，整车最大位移出现在右后方，而最大应力出现在标红处，为605Mpa，严重超出许用应力，属于结构设计强度不够造成的应力集中。建议换为整体式支撑杆。
3 结束语
文章通过分析越野车车架力学的结果，发现在车架左支撑杆处出现应力集中现象，其原因在于结构设计不合理。需要对其进行一体化设计，以提高整车的刚度，降低应力集中现象。
参考文献
[1]叶勤.轻型载货汽车车架有限元分析与优化[D].武汉：武汉理工大学，2007.
[2]Raphael B， Krishanmoorthy C S. Automating finite element development using object oriented techniques[J]. Engineering Computation，1993，10：268-275.
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