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有限元分析论文写作范文（专业推荐6篇）车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢 等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩车架工作状态比较复杂，无法用简单 的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为 准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段以下是我们为你准备的6 篇有限元分析论文，希望对你有帮助有限元分析论文范文第一篇：油罐运输车的有限元分析及优化摘要：为验证油罐运输车的结构强度是否满足使用要求，运用有限元仿真分析方法 分别建立其弯曲、扭转、紧急制动3种工况的模型并进行了最大应力分析结果显示，罐体 结构的应力小于材料的屈服应力，在满足使用要求的基础上，采用尺寸优化分析方法减薄罐 体的厚度可实现轻量化关键词：油罐运输车；有限元分析；尺寸优化伴随着世界经济持续发展，石油、天然气的需求逐步增加，油罐车作为短途运输交 通工具发挥着重要的作用存在部分结构不合理和整车质量过重现象及潜在运输的危险性， 同时使得运输成本增加因此基于CAD/CAE技术对整车进行结构分析与轻量化设计,可以提 高产品的科技含量，为企业以后的生产提供设计指导。

1罐车有限元模型的建立1.1单元类型的选择罐体单元主要采用单元类型中的壳单元来划分网格，车架部分由于用梁单元不能分 析应力集中问题，所以同样采用壳单元来划分车架网格，这样可以准确地得出分析结果罐体的单元选用四边形壳单元（QUAD4），在几何形状复杂的位置可以采用少量的 三角形单元（TRIA3）来过渡，以满足总体网格质量的要求，通常要求三角形单元占总单元 数的比例不超过5%【2】.罐体以及车架的单元全部为10mm尺寸单元1.2罐体与车架连接方式罐体与前后封头、罐体与防波板以及加强板与相应连接部件之间用节点耦合的方式 模拟焊接大梁与副车架之间的连接采用ACM单元ACM单元模拟的是一种特殊的焊接方 法（AreaContactMethod），不同于刚性单元结点连接的方法它是由一个六面体（SOLID） 和RBE3（1D）单元组成，更能准确模拟焊点信息，不会增加局部的刚度1.3钢板弹簧有限元模型由于半挂车的悬架采用钢板弹簧，为了使模型接近实际情况，采用单片钢板弹簧代 替多片钢板弹簧单片板簧采用壳（QUAD4）单元进行划分，卷耳销轴采用1D梁（BEAM）单元代 替，将板簧的上边缘节点与卷耳销轴的对应节点通过多点约束（Mul-tiplePointConstrain）的 方式进行耦合，使得板簧与吊耳之间只能发生沿卷耳轴线的相对转动。

油罐整车模型的约束施加在钢板弹簧的中间部位，约束x、y、z3个方向的平动自 由度在有限元模型中，采用具有一定厚度的壳单元QUAD4）模拟钢板弹簧的刚度，通过 壳单元厚度的改变实现钢板弹簧刚度的变化板簧A端约束x、y、z3个方向平动自由度，B端约束y、z2个方向的平动自由度， 放开沿车架纵向（x方向）的自由度在C位置施加一排均布载荷，根据公式δ=F/K（1） 计算出钢板弹簧的刚度，δ为C点挠度通过调整单元的厚度改变δ，当单元厚度 为 36mm 时，K=1420N/mm.对罐车各个部分结构划分网格后，通过不同的连接方式将各部分连接，建立整车有 限元模型2罐车静力分析2.1液体载荷施加汽油与罐体表面接触，各处压强与该处液面深度有关，假设汽油的密度是均匀的，其值为0.76x10-9t/mm3,则汽油对罐体的作用力可通过压强公式来计算p=ρgh （2）式中：p为汽油在罐体某一位置的压强（MPa）； ρ为汽油的密 度，取值为0.76x10-9t/mm3;h为罐体某一点处的高度（mm）； g为重力加速度，取值为 9800mm/s2.2.2匀速行驶工况（1） 载荷施加：载荷由结构自重2.9t和汽油的重量35t组成。

2） 约束条件：在全局坐标系下，对牵引板施加x、y、z方向的平动自由度，同时约束钢板弹簧与 车轴连接6个位置x、y、z方向的平动自由度3尺寸优化3.1尺寸优化理论以油罐车罐体及防波板尺寸优化设计为例，设油罐车罐体及防波板的壁厚为 xi （i=1,2,…，n,n为罐体及防波板的总数），罐体及防波板的体积为V（X），约束条件为 应力，则车架的尺寸优化设计数学模型可表示为求：X={X1,X2,…，Xn}T 使：minV={V0,V1,…，Vn}满足：XiminT为尺寸优化的设计变量；V0为尺寸优化计算的体积；Ximin和Ximax分别为第i 个构件厚度的约束下线和上限；Sj为第j个单元的计算应力值；Sj0为第j个单元的许用应力 值；m为罐体及防波板有限元计算模型网格单元的总数3.2罐体及防波板的尺寸优化结构的尺寸优化就是在结构拓扑确定的前提下，建立针对尺寸参数合适的数学模型， 再使用优化方法来求解该模型并最终得到优化后的尺寸参数另外，在尺寸优化设计的过程中，为了不使边界形状和结构的拓扑形态发生改变， 只能调整一些特别规定的尺寸1） 设计变量：将板材厚度作为设计变量，设置优化区间。

2） 约束条件：结构应力小于静力分析过程中罐体承受的最大应力（140MPa）3） 目标函数：体积最小化3.3优化前后模型对比分析根据优化结果建立罐车3种工况下的验证模型，经过仿真分析得出优化后的罐体、防波板及车架的应力结果，优化前后罐体及防波板的应力对比通过对比分析优化前后罐体 的应力可知，优化后的最大应力没有超过材料的屈服强度，满足罐车的使用要求，证明了优 化方案的可行性通过对罐车道路行驶中的3种工况进行有限元分析可知，罐车整体及局部的应力均 未超过材料的屈服应力，满足其使用要求同时，在此基础上对罐体及防波板运用尺寸优化 的方法，优化出板厚的最佳尺寸以达到减轻整车重量的目标最后，建立了优化后的验证模 型，分析结果显示优化后的应力同样满足要求参考文献：彭超以轻量化为目标的某乘用车车身优化设计与研究.邯郸：河北工程大学，2015.【2】胡西散装水泥车罐体有限元分析与改进.长沙：湖南大学，2012.许冰，胡强，涂小春，等白车身焊点缩减拓扑优化对车身性能研究.企业科技与 发展，2013（13）： 84-86.柴山，郭明，徐上海，等车辆钢板弹簧悬架的有限元模型.江苏大学学报（自然 科学版），2015,36（1）： 16-22.有限元分析论文范文第二篇：基于有限元的挖掘机平台系统仿真分析摘要：本文利用有限元法研究了挖掘机平台结构和回转液压仿真系统 并提出了相 应的优化策略。

关键词：挖掘机平台；有限元；回转液压系统;近几年来，随着我国技术的不断发展，液压挖掘机得到了突飞猛进式的发展而由 于社会与市场的发展，对于液压挖掘机的需求量增多，人们对于液压挖掘机的性能要求也有 所提升这就使得对于挖掘机的结构和功能进行研究与改进成了相关技术人员的重要工作 有限元法是一种能够分析挖掘机结构强度的方式相比于传统的研究方法更加简单、耗时也 相对较短同时，回转液压系统式挖掘机的重要结构系统对其进行研究和改进也有着重要 的意义1 挖掘机平台有限元分析1.1挖掘机平台有限元的模型建立利用三维软件建立起挖掘机平台的三维模型，然后将其倒入有限元分析的软件系 统中挖掘机平台的整体结构较为复杂所以需要技术人员对于其结构中包含的小倒角、小 圆孔等等细微的结构进行掌握，保证其在挖掘机平台模型的建立时不被忽略挖掘机平台主要是用于承受上部的挖掘机重量以及挖掘机运行时的挖掘力，在结 构上要求其具有较高的稳定性、足够的强度等等在建立挖掘机平台的三维模型时可以根 据实际的情况，在不影响结果输出的情况下对于力学建模进行简化例如，在建立模型时, 对于焊接的影响进行忽略，在实际的建模中对于焊缝进行定义连接接触。

1.2平台上的荷载分析挖掘机平台在运行的时候主要承受着来自两个方向的力，依据挖掘机平台在运行 时的两种不同状态，对于其荷载进行分析第一，最大挖掘半径及深度的工况分析在这一条件下，挖掘机的铲斗液压缸会发 挥出最大的挖掘力在这一条件下，挖掘机的重心与动臂绞点的水平距离为2.095m,重心到 斗杆与动臂的交点之间的距离为0.232m在这一条件下，铲斗油缸的最大压力为26.5MPa, 大腔直径为0.09m,小腔直径为0.055m,抗压时油缸最大的力为168586N斗杆油缸的最大 压力为26.5MPa,大腔直径为0.09m,小腔直径为0.055m,抗拉是油缸最大的力为105626N, 抗压时油缸最大的力为168586N动臂油缸最大压力为26.5MPa,大腔直径为0.115m,小腔 直径为0.065m,抗拉是油缸最大的力为187317N,抗压时油缸最大的力为275252N第二，挖掘机前倾失稳的工况分析在这一情况下，重心到斗杆与动臂交点的距离 为0.116m,重心到动臂绞点的距离为2.547m,铲斗油缸的作用力臂为0.256m,遥杆的作用 力臂为0.349m,斗杆油缸的作用力臂为0.484m经过计算，能够得出此时铲斗油缸所产生 的最大挖掘力为25485N,斗杆油缸承受的最大挖掘阻力为79516N,动臂油缸承受的最大挖 掘阻力为57123N。

1.3结果的分析依照上述的平台荷载分析中得出的数据，能够计算出在工况一的条件下，应力最大 达到了 908.8MPa,已经超过了屈服强度的极限值，所以需要对挖掘机平台的结构强度进行 有效的提升根据有限元计算，挖掘机平台的圆角半径难以达到需要的150mm以上在工 况二的条件下，各处的应力最大值已经超过了阈值，所以对于挖掘机平台结构进行改进是十 分必要的1.4挖掘机平台结构的改进通过上述的分析结果中能够了解到，挖掘机平台结构的强度还需要提升，各处承受 的重力最大值还需要得到提升可以将挖掘机平台结构进行有效的调整改变其传统的应力 分布，实现应力最大值的有效降低同时，要结合提升挖掘机平台结构的强度，才能够实现 挖掘机平台结构的最优化可以在挖掘机平台的左右立板处添加加强板，使加强板维持在 20-22mm,并将耳板的厚度提升至25mm以上，实现对于挖掘机平台结构的强度提升的目的2回转液压系统模型仿真分析2.1回转液压系统仿真模型的建立依据挖掘机回转液压系统的工作原理，在三维软件上建立起回转液压系统的仿真 模型与建立挖掘机平台的三维模型相同回转液压系统仿真模型的建立也要对一些结构进 行简化处理例如，柱塞泵是挖掘机回转液压系统中的一个元件，但是对其控制的方式与结 果的输出的影响较小，可以选择使用某一统一的控制方式，诸如连续信号控制排量的方式, 进行系统模型的建立。

多路阀的控制方式对于挖掘机回转液压系统仿真模型的最终结果输出 影响也较低，可以随意选择一种控制方式应用于回转液压系统的仿真分析中2.2回转液压系统仿真结果的分析经过分析,得出回转液压系统仿真模型的压力峰值为19.4MPa,最大压力波动为 ll.IMPa而试验的马达进出口压力的峰值在19.1MPa,最大压力波动为ll.IMPa2】不 同转动惯量下，压力也会随之改变，经过数据分析能够得出，在制动的过程中，转动惯量越 大，回转液压系统的压力波动就越小2.3回转液压系统的优化与改进由于回转液压系统制动的过程中，压力波动会随着转动惯量而改变，所以想要实现 回转液压系统的优化，就要针对这一问题进行改进可以通过并联阻尼口的方式来实现压力 的稳定阻尼口的安装工艺简单，成本也相对较低，是一种性价比较高的回转液压系统的优 化方式阻尼口的并联能够使得马达的开关随着进口压力的改变而改变 在弹簧室的压力油 推动着提升阀。