汽车衡的有限元算法

 汽车衡的有限元算法

    上一节介绍了汽车衡的传统算法，该算法并没有考虑面板、横向梁等横向连接的影响，较难反

应实际的情况。本节运用有限元软件HypenArorks进行求解及查看结果。

    1．模型的建立

    由于本有限元分析软件侧重于力学分析，对数模的建立并不是强项。我们可以通过专业建模软

件Pro-e、UG、CATIA等对分析产品进行建模，并输出igs、step、x—t文件，然后调入Hypermesh

进行前处理、Radioss进行求解、HyperView进行后处理。

    (1)模型的处理

    A.单元的选取

    由上节提到，此模型由板材与型材焊接而成。根据有限元理论，该模型板材形状可用壳单元定

义，槽钢用实体单元定义，这样为后继的计算节省大量时间。

    从模型大小、复杂程度及分析精度考虑，壳单元用高阶四边形单元，尺寸划分为lOmm;实体

单元用高阶四面体单元，尺寸划分为8mm。

    B.焊接问题

    焊接方法在Hypermesh中有多种方式模拟，常用的有acm及cweld等，它不像其它分析软件那

样，在划分网格时控制两零件的对应焊接网格尺寸。本文选用cweld，它需定义焊接间距及焊点大

小，通过适当的调节焊接间距及焊点大小，可任意模拟两零件是满焊还是间隙焊等焊接方式。

  C．材料选择

  本汽车衡行业，所用的材料主要是Q235钢材，其优良的焊接性、耐腐蚀性、韧性等优点被用

于工程结构。

    材料参数：

    弹性模量E=2lOGpa

    泊松比  y=0.3

    密度    p=7.85e-9t/mm3

    D.约束

    在实际使用中称台四个角分别安装有一个桥式数字传感器，每个传感器由四个螺栓连接到传感器

支承铁上，并由限位器进行水平方向的限位（即纵向为X，横向为Y）。在建立约束条件时，把限位

器与秤体接触的部份进行Ux，uy方向限制，传感器与托板接触的部份（见下图）进行Uz方向限制。

    E．载荷的处理

    选用双后桥压在汽车衡中心线对称位置处时的情形为研究对象。与轮胎接触的秤台面为受力

面，如果对该区域节点加载集中力，会造成应力集中，现加载面力，能解决应力集中问题，并能很

好的反应力与秤台面的垂直关系，

    秤体除了受上述轮胎载荷外，还受自重的载荷，在Hypermesh中可增加重力加速度

Grav=9800mm/s2，值得注意地是，必须给材料赋予密度。