上海理工大学本科生毕业设计（论文）
使用适用的求解器；高度可定制性，用户可以通过创建宏、定制界面、输出模板、输入转换器和结果转换器更进一步提高效率。
2）接口及几何模型整理：Hypermesh具有工业界主要的CAD数据格式接口。可以直接把已经生成的三维实体模型导入，而且一般导入的模型的质量都很高，基本上不太需要对模型进行修复，这样就大大方便了CAE工程师对模型的处理。
3）建立和编辑模型：提供用户一整套高度先进、完善的、易于使用的工具包。对于2D和3D建模，用户可以使用各种网格生成模板以及强大的自动网格划分模块。Hypermesh也可以快速地用高质量的一阶或二阶四面体单元自动划分封闭的区域。四面体自动网格划分模块应用强大的AFLR算法。用户可以根据结构和CFD建模需要来单元增长选项，选择浮动或固定边界三角形单元和重新划分局部区域。
4）提供完备后处理功能：Hypermesh具有完善的可视化功能，使用等值面、变形、云图、瞬变、矢量图和截面云图等表现结果。它也支持变形、线性、复合以及瞬变动画显示。
5）支持多种求解器接口：Hypermesh支持很多不同的求解器输入输出格式，这样在利用Hypermesh划分好模型的有限元网格后，可以直接把计算模型转化成不同的求解器文件格式，从而利用相应的求解器进行计算。Hypermesh所具有的非常良好的求解器接口功能，使其可以作为企业统一的CAE应用平台，即统一利用Hypermsh进行网格划分，然后对于不同的问题利用不同的求解器进行求解，这样CAE工程师也可以很方便的进行数据文件的管理，可以大大提高分析效率。
4.2.2前副车架有限元建模过程
导入CATIA数模并进行几何模型的修改 提取中面、进行网格划分 检查单元质量并修改 设置材料类型和参数 设置单元属性和材料 施加刚性连接、载荷工况 检查，确立最终有限元模型 15
Roewe轿车前副车架设计
4.2.3单元的选用和网格划分
前副车架有限元分析主要用到壳单元（shell），在导入格式为igs的前副车架模型后，车架尺寸优化使用精度较高的板单元描述模型，故需要对副车架使用hypermesh中的中面提取（midsurface）功能。但是提取的中面模型往往存在缝隙、重叠、错误等缺陷，还需要利用软件中的几何清理（geometry cleanup）功能消除，以提高整个网格划分的速度和质量，减少误差。
4.2.4前副车架有限元模型
根据以上建模标准，完成有限元建模。前副车架采用尺寸为5mm的二维壳单元进行网格划分，以四边形为主，三角形为辅，焊缝网格采用壳单元中的四边形。整个模型的单元数量为79090个，网格划分后前副车架有限元模型如图4-1所示。
图4-1 前副车架网格图
4.2.5设置材料特性和单元属性
完成了对前副车架各零件网格的划分后，需要对各零件赋予材料特性和单元属性。前副车架采用镁合金作为材料，具体材料特性见表4-1。
表4-1 材料特性参数
参数 材料 镁合金
σ-1 σb Mpa 460 弹性模量E 泊松比Nu Gpa 55 0.35 密度ρ kg/m3 1.93e3 Mpa 400 16
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4.2.6施加刚性连接和载荷工况
轿车的载荷工况较为复杂，本课题仅研究在三种典型工况——制动、转弯（左）、垂直碰撞下前副车架经受纵向载荷，侧向载荷和垂向载荷作用时的应力、应变、位移变形情况。
为了保证前副车架总成与整车其他总成和零部件之间的协调和装配关系，依据前副车架在车上的安装及载荷传递情况，确定前副车架三维模型的硬点，作为前副车架设计控制点和有限元分析的加载位置，前副车架设计硬点如图4-2所示。
图4-2 前副车架设计硬点
前副车架设计硬点确定后，利用adams软件进行整车动力学模型进行动力学仿真，因此得到各个工况下前副车架各硬点处的载荷情况，作为前副车架强度分析的载荷输入。
为了保证前副车架每个硬点在施加载荷后受力能均匀分布到部件上，因此在每个硬点的几何中心施加刚性约束，如图4-3所示，相当于将载荷平均分配到硬点四周。
图4-3 在设计硬点施加刚性连接
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Roewe轿车前副车架设计
4.3前副车架有限元分析
依据以上图所示加载完载荷，设定载荷步后，对有限元模型进行静力学求解，本课题采用hypermesh/optistruct求解器进行求解，求得在三个工况下，所有单元的应力。
图4-4转弯工况下的应力云图
图4-5垂直碰撞工况下的应力云图
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图4-6制动工况下的应力云图
依据三种工况的应力云图可以看出，镁合金前副车架局部应力偏大，应力主要分布在U型管、前支撑塔、中间支撑塔以及它们与纵梁的连接位置和鞍型托架上，最大应力出现的位置也基本相同，主要出现在U型管左右段的中部和鞍型托架上。因此可以对这些部位进行结构优化设计。具体结果见表4-2。
表4-2前副车架有限元模型强度分析结果
载荷工况 制动 转弯 垂直撞击 目标值（Mpa） <460 <460 <460 模型计算值（Mpa） 303 439 279 结果 满足要求 满足要求 满足要求
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