Построение модели кузова автомобиля

скачать (7553.8 kb.)

  1   2
1. Постановка задачи
Названия основных силовых элементов кузова автобуса.

Схема расположения опор и прикладываемой внешней нагрузки.



2. Теоретические основы метода конечных элементов
Идея метода:

. Исследуется конструкция представленная в виде дискретной модели состоящей из определенного количества узлов.

. Узлы соединяются между собой элементами, каждый из которых имеет свои характеристики и определенное математическое описание.

. Модель конструкции закрепляется в отдельных узлах. К определенным узлам конструкции прикладывается нагрузка.

. Анализируя поведения каждого элемента в отдельности по определенным зависимостям можно получить напряженно-деформированное состояние конструкции.

Уравнение равновесия:

Система находится в равновесии в обоих случаях. При этом полная потенциальная энергия равна:

где - энергия внутренней деформации, - энергия внешних сил.

В данном случае нам необходимо минимизировать полную потенциальною энергию:

Тогда решение сводится к нахождению частной производной от полной потенциальной энергии и приравнивания ее к нулю:
;


После минимизации(дифференцирования) потенциальной энергии можно получить уравнение равновесия системы:
,

модель деформация сечение нагрузка

где {qe} - матрица-вектор степеней свободы системы;

[K]-1 - матрица жесткости, зависящая от параметров Ех lx Ax;

{р} - матрица-вектор нагрузки.

Далее матрица-вектор {qe} перемножается с матрицей формы [N], зависящей от координат x, y, z:
;
где {U}- матрица-вектор перемещения узлов.

Далее матрица-вектор перемножается с матрицей градиентов [B], определяемой типом элементов:

получим матрицу-вектор деформации {?}. Затем полученную матрицу-вектор перемножаем с матрицей упругости [Д]:

полученная матрица-вектор {?} - является матрицей напряжений.


3. Подготовка исходной информации по конечно-элементной модели
Схема конструкции с номерами стержней и выбранной системой координат представлена на рисунке 1.

Геометрические параметры сечений силовых элементов представлены в таблице 1.
Таблица 1.

N сечен

Геометрия

Размеры

1



6х4х0,3

2



4х4х0,25

3



8х6х0,3

4



4х2,8х0,2

5



8х6х0,5

6

-

0,1


Координаты узлов представлены в таблице 2.


Таблица 2.

Nузла

X

Y

Z




34

75

202,5

250

1

0

0

0




35

75

94

250

2

0

47

0




36

75

47

250

3

0

94

0




37

75

0

250

4

0

202,5

0




38

75

0

163

5

0

242,5

10




39

75

0

87

6

0

242,5

67,5




40

90

0

206,5

7

0

242,5

95




41

90

0

125

8

0

242,5

155




42

90

0

43,5

9

0

242,5

182,5




43

105

0

0

10

0

242,5

240




44

105

40

0

11

0

202,5

250




45

105

40

250

12

0

94

250




46

105

0

250

13

0

47

250




47

105

40

163

14

0

0

250




48

105

0

163

15

0

0

163




49

105

0

87

16

0

0

87




50

105

40

87

17

37,5

47

0




51

135

74

0

18

41

242,5

95




52

135

94

0

19

41

242,5

155




53

135

202,5

0

20

37,5

47

250




54

135

242,5

10

21

37,5

0

206,5




55

135

242,5

67,5

22

37,5

0

125




56

135

242,5

95

23

37,5

0

43,5




57

135

242,5

155

24

75

0

0




58

135

242,5

182,5

25

75

47

0




59

135

242,5

240

26

75

94

0




60

135

202,5

250

27

75

202,5

0




61

135

94

250

28

75

242,5

10




62

135

74

250

29

75

242,5

67,5




63

135

74

163

30

75

242,5

95




64

135

0

163

31

75

242,5

155




65

135

0

87

32

75

242,5

182,5




66

135

74

87

33

75

242,5

240

















Топология стержневых элементов представлена в таблице 3.


Таблица 3.




N

Н

K

ТО






55

1

23

16

Сечен.1

1

1

2

14






56

23

39

22



2

2

3

13






57

39

22

38



3

3

4

11






58

22

15

21



4

14

13

1






59

15

21

14



5

13

12

3






60

21

37

38



6

12

11

4






61

43

42

49



7

24

25

37






62

42

39

41



8

25

26

35






63

39

41

38



9

37

36

24






64

41

48

40



10

36

35

26






65

38

40

37



11

43

44

46






66

40

46

48



12

51

52

62






67

4

5

27



13

52

53

61






68

5

6

28



14

46

45

44






69

6

7

18



15

62

61

52






70

7

8

31



16

61

60

53






71

8

9

19



17

49

50

48






72

9

10

32



18

48

47

50






73

10

11

33



19

65

66

64






74

18

19

30



20

64

63

65






75

27

28

53

сечен 2

21

1

24

14






76

28

29

54



22

24

43

37






77

29

30

56



23

44

51

45






78

31

32

58



24

3

26

12






79

32

33

59



25

26

52

61






80

33

34

60



26

4

27

11






81

53

54

27



27

27

53

34






82

54

55

28



28

14

37

15






83

55

56

29



29

37

46

48






84

56

57

30



30

12

35

3






85

57

58

31



31

35

61

26






86

58

59

32



32

45

62

47






87

59

60

33



33

11

34

4






88

5

28

6



34

34

60

27






89

28

54

29

сечен 3

35

1

16

24






90

6

29

18



36

16

15

39






91

29

55

30



37

15

14

38






92

7

18

8



38

24

39

43






93

18

30

19



39

39

38

50






94

30

56

31



40

38

37

48






95

8

19

7



41

43

49

65






96

19

31

18



42

49

48

65






97

31

57

30



43

48

46

64






98

9

32

8



44

44

50

66






99

32

58

31



45

47

45

63






100

10

33

9



46

51

66

44






101

33

59

32



47

65

64

49




Сечен 5

102

16

39

15



48

63

62

47






103

39

49

38

Сечен 4

49

1

17

14






104

49

65

48



50

17

26

20






105

50

66

47



51

44

26

45






106

15

38

16



52

14

20

1






107

38

48

39



53

20

35

17






108

48

64

49



54

45

35

44






109

47

63

50


Топология оболочечных элементов представлена в таблице 4.

Таблица 4.



1

2

3

4







треугольники



прямоугольники




130

1

24

26

110

43

24

44

25




131

26

3

1

111

27

4

28

5




132

25

44

26

112

53

27

54

28




133

44

51

26

113

28

5

29

6




134

51

52

26

114

54

28

55

29




135

62

61

35

115

29

6

30

7




136

45

62

35

116

55

29

56

30




137

36

45

35

117

18

7

19

8




138

37

35

14

118

31

8

32

9




139

14

35

12

119

57

31

58

32




140

1

24

39

120

32

9

33

10




141

39

16

1

121

58

32

59

33




142

24

43

39

122

59

33

60

34




143

43

49

39

123

33

10

34

11




144

16

39

15

124

46

37

45

36




145

39

38

15

125

43

49

44

50




146

39

49

48

126

44

50

51

66




147

48

38

39

127

49

48

65

64




148

15

37

14

128

48

46

47

45




149

15

38

37

129

47

45

63

62




150

38

46

37



















151

38

48

46



















152

49

65

50



















153

50

65

66



















154

48

64

47



















155

47

64

63


Таблица 5 - Нагрузки на секцию.



Fz, кгс

53

400

4

400


Определяем граничные условия и заносим их в таблицу 6.

Таблица 6 - Закрепления секции.



X

Y

Z

15

+

+

+

16

+

+

+

48



+



49



+



65

+

+

+

64

+

+

+


Также из начальных условий известно:

  1   2



Рефераты Практические задания Лекции
Учебный контент

© ref.rushkolnik.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации