ANSYS建模与分析：车体模型构建与有限元求解

"本文档是关于使用ANSYS软件进行车体模型构建的教程，主要针对初学者，介绍了如何设置计算类型、定义单元类型、实常数、材料参数以及构造车体模型的过程。此外，还提供了有限元分析的一个具体例子——三梁平面框架结构的分析。" 在ANSYS软件中构建车体模型涉及多个步骤，首先是设置计算类型，这可以通过访问ANSYS Main Menu的Preferences…，然后选择Structural进行设置。这个步骤是确保后续的分析类型符合结构力学的需求。 接下来是定义单元类型，这里涉及到2D弹性3单元（BEAM: 2d elastic 3）、组合的Spring-damper 14单元以及3D质量单元MASS21。这些单元类型的选择是为了模拟不同部分的力学行为，例如梁单元用于模拟车身的支撑结构，而Spring-damper单元用于模拟悬挂系统的弹簧和阻尼器。 定义实常数是至关重要的一步，因为它涉及到模型中各部分的物理属性。例如，对于COMBIN14单元，我们设置了弹簧系数K来模拟悬架支撑，对于BEAM3单元，我们定义了AREA, IZZ, HEIGHT等参数来描述梁的几何特性。同时，MASS21单元则用于设定质量属性，如质点的质量和惯性矩。 定义材料参数是通过Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Elastic → Linear → Isotropic来完成的。在这个过程中，需要输入弹性模量（例如4E9 Pa）和泊松比（如0.3），这些参数反映了材料的弹性特性。密度（Density）也在此处定义，对于空心结构可能设定为0。 构建车体模型的具体操作包括生成节点和元素。通过指定节点坐标，如（0，0，0）到（10，0，0），创建车体模型的几何形状。接着，使用Element Attributes指定元素类型，例如Type 2 COMBIN14，并通过Auto Numbered功能连接节点来生成元素。 另外，文档中还提供了一个三梁平面框架结构的有限元分析案例。这个例子展示了如何进行有限元分析的基本流程，包括设置工作目录、选择单元类型、定义材料参数、实常数以及生成几何模型和元素。通过这种分析，可以计算结构在受力情况下的位移。 总结来说，本文档详细阐述了使用ANSYS进行车体模型建立与分析的流程，涵盖了从设置计算类型、选择单元到定义材料属性和构建几何模型的所有关键步骤，对于学习ANSYS软件和进行汽车结构分析的初学者具有很高的参考价值。