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基于ANSYS自行车车架静强度有限元分析,班 级：机制063班学 号：01306033学生姓名：施连青指导老师：杨创创,1、课题的背景和意义,2、自行车车架有限元分析模型的建立,3、车架的加载和求解,4、车架有限元结果分析,5、全文总结,本文的主要内容：,1、课题的背景和意义,自行车的发展趋势是要朝着美、轻、牢、新、廉方向发展,自行车作为一种交通工具已渐渐的离我们远去，人们现在更多的是关注其休闲娱乐的功能,有限元分析应用于自行车车架的设计开发中的意义,本文分析的基本流程,2、自行车车架有限元模型的建立,在PROE2.0中建立车架的三维实体模型,图2.1自行车车架的三维实体模型,对模型进行简化以适合有限元分析,图2.2修改后的自行车车架模型,正文,有限元模型的建立,2.3.3,2.3.1,2.3.2,定义单元类型（10 NODE 92）,定义材料属性（杨氏模量，泊松比）,划分网络（SIZE8，LENTH8）,图2.3划分网格后的模型,图2.4局部放大图,4、车架的加载和求解,设定位移边界条件,图2.5后叉的位移边界条件,设定载荷,图2.6立管载荷的施加,图2.7加载后的模型,求解,4、车架有限元结果分析,位移分析,图4.1节点位移图,图4.2节点应力云图,图4.3最大应力处,图4.4几个应力集中处,变形的动画,不同边界位移条件的对比,4.3.1,4.3.2,A组，前后叉和轮轴结合处全约束,B组，前后叉轮轴结合处的UY，UZ方向位移为零，在X方向不约束,图4.5位移对比图,A组,B组,图4.6应力对比图,A组,B组,结论,1、不同的边界位移条件对分析的结果将产生很大的影响,2、应力集中现象是普遍存在的,3、材料存在应力过剩现象,6、总结,1、车管的材料选用普通碳素结构钢要优于合金钢,2、车架的结构承受的应力主要是弯曲应力，为此应尽量提高其抗弯强度,3、车架各管的内力按线性分布，最大弯矩在各管两端。为此应尽量减少管端压力，或使各个截面的应力相等，即为等强度管。,由此可知，自行车车架的研制开发中引进有限元分析，可以对车架的静强度进行校核，对可能发生的应力集中部位进行加强处理，可以提早发现可能出现的问题，这有利于优化车架的结构，改善车架的位移和受力情况，还可能开发出造型更为新颖的车架结构。同时减少应力过剩处的材料，减少金属材料的使用，对于减轻车架的自重，提高骑乘的轻便性都有重要的意义。,在分析的过程中，也留下了一些遗憾。在建模过程中忽略了一些细节，对车架的结构进行了一些简化，这势必要影响分析的准确性。还有由于时间的原因，只对车架进行了静强度的分析，没有进行模态和其他方面的分析，对有限元在车架设计领域的重要意义阐述的不够深刻。最后就是没有对车架进行具体的改进，建立改进后的模型，在ANSYS中再进行分析，通过分析的结果对比，进一步的阐明有限元分析方法在结构的优化设计方面的重要意义，希望以后可以在这方面做进一步的学习。,请各位老师批评指正。,Thank You!,