基于ANSYS Workbench的某边三轮车架有限元强度分析

摘要

近年来，随着车辆设计向轻量化、高强度化方向发展，边三轮车车架作为关键的承载结构，其性能直接影响车辆的整体强度和稳定性.车架在复杂工况下承受纵向弯曲、横向弯曲和扭转载荷，因此在设计车架过程中不仅需满足强度和刚度要求，还需确保车架长期使用的可靠性与安全性.有限元分析（Finite element analysis, FEA）作为一种高效的结构性能研究手段，能够通过精确建模和仿真分析对车架在静态和动态载荷作用下的应力分布、变形及振动特性进行全面评估，从而为结构性能的验证提供理论依据和数据支持.相较于传统经验设计与试验验证方法，有限元分析具有高效性和精确性的优势，已广泛应用于车架结构的设计和分析.然而，现有研究多集中于车架的轻量化设计，对于标准载荷条件下对既有设计的性能验证研究较为稀缺.本研究针对某边三轮车架，基于ANSYS Workbench有限元分析软件对其结构性能进行系统验证.首先，采用APDL语言编写参数化建模命令流，建立了车架的三维模型，并对非承载部分进行了合理简化处理，以提高计算效率；其次，通过静力学分析，评估车架在设计载荷下的应力分布和变形情况，验证其强度设计的合理性；再次，通过模态分析获取车架的前六阶固有频率和振型，评估其动态特性及共振风险；最后，结合路面振动台架试验，验证车架在实际振动环境下的稳定性和耐久性.本研究旨在验证现有设计的合理性，为边三轮车架在实际工况下的强度和动态性能提供科学评估，同时为类似结构的设计与工程应用提供重要参考.

关键词

车架 / 有限元分析 / 模态分析 / 振动试验 / Workbench

基金资助

江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究重大项目(24KJA460005)