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1、-汽车座椅三维建模及有限元分析-第 5 页课程设计（论文）任务书学 院汽车与交通学院专 业车辆工程学生姓名梁冠楠学 号0802020115课程（论文）题目座椅骨架的三维建模及模态分析（3）一、设计内容：1.要求用三维软件CATIAUGPro/E根据图纸或实物进行三维建摸。2.用ANSYS进行模态分析。二、技术要求：1.实体建模结构尺寸和形式正确，并能进行模态分析。2.设计说明书一份. 其中包括： （1）写出实体建模步骤。（2）写出模型倒入导出过程。（3）写出对模型模态分析过程等。（4）结论（结果分析及问题讨论）。（5）参考文献。 （6）提交catia模型文件，工程图及相关文件的电子文档。三、进
2、度安排：1.熟悉题目，准备资料1天；2.三维建摸3天；3.模态分析3天；4.编写设计说明书2天；5.答辩1天.指导教师（签字）： 年 月 日专业负责人（签字）： 年 月 日目录1 汽车座椅骨架的尺寸测量 .32 用CATIA V5 R17进行三维建模 32.1 座椅底座的建模 32.2 座椅靠背及靠枕的建模 62.3 零件图的装配 83 将三维模型导入ANSYS12.0 workbench 的过程 93.1 CATIA文件的格式转换 93.2 三维模型导入workbench的过程 94 用workbench对座椅骨架三维模型进行模态分析求解 104.1 模型的网格划分分析求解104.2 结论及
3、问题讨论215 参考文献211 汽车座椅骨架的尺寸测量坐总高：910靠背高*宽：650*470靠背管子半径：10靠枕高*宽:100*100靠枕管子半径15（大）；10（小）靠背下边大轴半径：15底座宽度*高度：470*260座椅管子半径：10实物图2 用CATIA V5 R17进行三维建模2.1 座椅底座的建模画曲线用肋板生成圆杆，建立平面进入草图画出板子的二维图，退出草图，用凸台命令生成板子，然后打圆孔阵列生成多个。选择平面进入草图对底座的主要尺寸进行标注 2.2 座椅靠背及靠枕的建模画一个板子打孔选择与中间杆轴线垂直的平面进入草图，对靠背的主要尺寸进行标注2.3 零件图的装配将CATIA建
4、模得到的座椅底座和靠背两个零件图载入装配中，再将靠背的最下面的一根杆的轴线与底座肋板两孔的轴线约束其同轴即可得到模型的装配图。3 将三维模型导入ANSYS12.0 workbench 的过程3.1 CATIA文件的格式转换将三维建模得到的CATIA文件保存为.stp格式，打开下的workbench软件，点击文件下的import，在打开的对话框中选中刚才保存的.stp文件，点击打开。双击Toolbox下的Modal（ANSYS），在弹出的project schematic 下的对话框中双击Geometry。在选择长度单位类型的对话框中默认Meter，点击OK。点击File下的Import Ext
5、ernal Geometry File ，在弹出的对话框中再选择.stp文件打开，点击Generate，汽车座椅的三维模型就显示出来，导入成功。4 用workbench对座椅骨架的三维模型进行模态分析求解4.1 模型的网格划分分析求解选择project schematic下的Setup 进入单元类型等设置界面，材料属性为structural steel，泊松比和弹性模量等都默认即可。网格划分为自由网格划分，是在分析的时候自动划分的。右键Solution-Insert-deformation-total，Analysis-option-Max modes to find 设为50阶，点击Solv
6、e软件自动进行模态分析得到分析结果。主振型表各阶的频率，18阶之前均为0各阶位移模态分析变形显示结果如下：3阶模态分析结果4阶模态分析结果12阶模态分析结果16阶模态分析结果20阶模态分析结果39阶模态分析结果40阶模态分析结果41阶模态分析结果42阶模态分析结果43阶模态分析结果44阶模态分析结果45阶模态分析结果46阶模态分析结果49阶模态分析结果51阶模态分析结果4.2 结论及问题讨论有上面的汽车座椅骨架的模态分析，可以看到不同的主振型对应的频率，位移量只是个相对值而不是绝对的，在Details view中能够看到结果的每一个频率值，Result Context工具栏中的动画按钮能够显示可视化各阶（50）的主振型。在导入workbench的过程中必须将模型文件保存为stp格式，否则导入出错，再有对座椅骨架模型分析的时候，软件默认的阶数位6，实际分析时应将阶数多次修改到接近所分析模型的固有频率（本模型为50）这样才能得到更好的分析效果，如果过小在可视化效果图中显示很不明显，最大可分析到200阶。5 参考文献1张乐乐，苏树强，谭南林.ANSYS辅助分析应用基础教程及上机指导.北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2陈靖芯.基CATIA的三维参数化建模方法及其应用(扬州大学,江苏大学,汽车与交通工程学院).2003