1. 研究目的与意义
随着生产与科技的进步，汽车的设计和开发，产品的类型和结构也越来越多样化，对汽车的的可靠性，安全性开发的要求也越来越高。车架是汽车非常重要的基础型部件，承受汽车传递的各类载荷。而车架的静、动态特性是其结构设计、改进以及优化的依据，是确保整车性能优良的关键因素之一,因此对车架进行分析是很有必要的。目前，有限元方法是在国内外使用最为普遍，也最具有实际意义的一种有效手段。以汽车车架为研究对象，运用SOLIDWORKS等软件对车架模型进行简化与建立，利用ANSYS软件对车架模型进行参数定义，网格划分，作用力施加，自由度约束，并对车架进行了转弯工况和制动工况的静态分析，并分析位移与应力图，为汽车安全与节能设计提供了理论支持。同时对车架也进行了模态分析，得出车架的固有频率与振型，提高整车设计水平，对避免共振与提高乘坐舒适性提供了理论基础。而且还可以作为整车的行驶平顺性等性能的评价指标，从而校核该车架的强度及刚度是否满足要求。所以利用有限元分析对其刚度强度、安全性能的研究具有重要的意义。本课题的主要意义是培养学习使用SolidWorks或UG软件建模，ANSYS软件分析的方法和能力；整理复习巩固大学期间所学的理论知识，并相互结合，培养综合运用能力；学会使用工具书，查找相关资料、文献并从中概括总结等能力。
2. 国内外研究现状分析
有限元法在国内汽车分析中的应用发展
在1956年我国著名的数学家冯康教授就发表了关于有限单元法的研究论文，在研究变分问题的差分格式中，独立的提出了分片插值的思想，并把它用于工程结构的分析，为有限元法的形成做出了贡献。19世纪五十年代末左右，我国依靠传统的方法和经验对车架进行设计及强度校核，即依靠经典力学的经验公式，对车架结构作大量的简化设计，但计算过程繁琐并且各方面性能未能达到要求。20世纪70年代中期，大连理工大学研制出ddj,jigfex有限元分析软件和dddu结构优化软件；80年代中期，中国科学院梁国平团队独创了有限元程序自动生成系统（fepg），标志着我国相关的有限元研究已跻进国际先列。吉林工业大学的黄金陵就曾经在对影响车架结构强度和刚度的因素在理论分析的基础上，运用函数法寻得了汽车车架各梁截面参数的最佳值，但由于种种原因并未对车架进行全面分析，从而影响结果的可靠性。现如今虽然有了之前对车架的有限元分析方面的大量工作，但研究在静态分析方面大都集中在对车架在弯曲和扭转两种工况下，对车架在其它各种复杂工况下的研究还相对较少，例如紧急制动和紧急转弯等。
有限元法在国外汽车分析中的应用与发展
3. 研究的基本内容与计划
1~3周熟悉课题，查阅相关资料和文献，并且整理和理解，完成开题报告和文献综述。安装并逐步学习solidworks,proe，cad，ansys等软件，开始对汽车车架建模。
4~7周完成车架建模，熟悉并能熟练运用ansys软件，利用ansys初步导入汽车车架模型，在转弯工况和制动工况下对其分析。基于理论知识方面再对汽车车架进行分析。
8~13周拿分析结果比较并校核汽车车架力学性能，开始撰写论文，修改论文。
4. 研究创新点
现代车架的结构设计和开发正由经验、类比、静态设计阶段，步入建模、优化、动态设计阶段，能在计算机工作平台上的虚拟环境下实现新车架的动态虚拟设计。利用ANSYS建立一种汽车车架的实体有限元模型，考虑汽车车架的具体受力方式，对不同的构件进行合理的简化和近似。 这些新技术的研究、应用和推广可增加设计功能，减少设计成本；缩短设计和分析的循环周期；增加产品和工程的可靠性；降低材料的消耗和成本；在产品制造或工程施工前预先发现潜在问题；模拟各种试验方案，减少试验时间和经费；进行机械事故分析，查找事故原因等。对今后的汽车行业的发展十分重要。
