汽車衡的有限元算法

 汽車衡的有限元算法

    上一節介紹了汽車衡的傳統算法，該算法并沒有考慮面板、橫向梁等橫向連接的影響，較難反

應實際的情況。本節運用有限元軟件HypenArorks進行求解及查看結果。

    1．模型的建立

    由于本有限元分析軟件側重于力學分析，對數模的建立并不是強項。我們可以通過專業建模軟

件Pro-e、UG、CATIA等對分析產品進行建模，并輸出igs、step、x—t文件，然后調入Hypermesh

進行前處理、Radioss進行求解、HyperView進行后處理。

    (1)模型的處理

    A.單元的選取

    由上節提到，此模型由板材與型材焊接而成。根據有限元理論，該模型板材形狀可用殼單元定

義，槽鋼用實體單元定義，這樣為后繼的計算節省大量時間。

    從模型大小、復雜程度及分析精度考慮，殼單元用高階四邊形單元，尺寸劃分為lOmm;實體

單元用高階四面體單元，尺寸劃分為8mm。

    B.焊接問題

    焊接方法在Hypermesh中有多種方式模擬，常用的有acm及cweld等，它不像其它分析軟件那

樣，在劃分網格時控制兩零件的對應焊接網格尺寸。本文選用cweld，它需定義焊接間距及焊點大

小，通過適當的調節焊接間距及焊點大小，可任意模擬兩零件是滿焊還是間隙焊等焊接方式。

  C．材料選擇

  本汽車衡行業，所用的材料主要是Q235鋼材，其優良的焊接性、耐腐蝕性、韌性等優點被用

于工程結構。

    材料參數：

    彈性模量E=2lOGpa

    泊松比  y=0.3

    密度    p=7.85e-9t/mm3

    D.約束

    在實際使用中稱臺四個角分別安裝有一個橋式數字傳感器，每個傳感器由四個螺栓連接到傳感器

支承鐵上，并由限位器進行水平方向的限位（即縱向為X，橫向為Y）。在建立約束條件時，把限位

器與秤體接觸的部份進行Ux，uy方向限制，傳感器與托板接觸的部份（見下圖）進行Uz方向限制。

    E．載荷的處理

    選用雙后橋壓在汽車衡中心線對稱位置處時的情形為研究對象。與輪胎接觸的秤臺面為受力

面，如果對該區域節點加載集中力，會造成應力集中，現加載面力，能解決應力集中問題，并能很

好的反應力與秤臺面的垂直關系，

    秤體除了受上述輪胎載荷外，還受自重的載荷，在Hypermesh中可增加重力加速度

Grav=9800mm/s2，值得注意地是，必須給材料賦予密度。