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有限元分析是計算力學的重要分支，是一種將連續(xù)體離散化以求解各種力學問題的數(shù)學方法，它能求解關于場問題的一系列偏微分方程，它將結構分解為單元，再將單元合成結構，在一分一合中求得結構問題的解。SolidWorks Simulation是SRAC公司推出的一套強大的有限元分析軟件，它是完全整合在SolidWorks中的設計分析系統(tǒng)，提供應力、應變、頻率和優(yōu)化分析。為設計工程師在SolidWorks的環(huán)境下，提供比較完整的分析手段。依靠先進的快速有限元技術，能夠縮短設計所需時間，提高設計質(zhì)量。
車輛零部件的有限元分析對于車輛的安全性尤為重要。由于試驗需要，改用了燃氣輪機作為動力，燃氣輪機具有重量輕、振動小等特點，為了節(jié)約成本，重新設計了前支撐結構。作為燃氣輪機總成的重要部件，燃氣輪機就安裝在前支撐上，對其結構進行有限元分析是很有必要的。通過基于SolidWorks Simulation模塊的有限元分析，它能夠?qū)﹄x散后的網(wǎng)格求的解綜合成對整個模型的近似解來獲得該結構的應力、變形以及疲勞強度等數(shù)據(jù)，繼而驗證了結構的可靠性，為進一步的優(yōu)化提供了理論基礎。杭州那泰有限元分析公司詳細地敘述了有限元分析的步驟，對本行業(yè)的工程技術人員有一定的指導意義。
當車輛停止時，前支撐承受燃氣輪機的自重。當車輛行駛時，前支撐需要承受時刻變化的載荷，而且這些載荷是隨機的且非常難以確切地描述。前支撐主要由支撐板、前梁、后梁、左右兩側梁和底板以及4個加強筋組成。燃氣輪機安裝在左右兩側梁上，通過銷與支撐板固定在一起。為了提高強度，在左右兩側梁增加了加強筋。前支撐通過左右兩側梁與車輛底盤連接。
考慮到燃氣輪機工作時振動較大，會產(chǎn)生時刻變化的載荷，前支撐是重要的受力結構，在工作過程中要求可靠和穩(wěn)定。通過查閱機械設計手冊，材料選用碳素結構鋼Q275。Q275鋼具有優(yōu)良的力學特性，強度高、韌性好、疲勞極限高，材料的強度極限550MPa，彈性模量210Ga。
車輛靜止時，支撐板加速度和變形的速度通常都很小，阻尼力和彈性力都可以忽略。靜態(tài)分析就是在靜力學方程的基礎上展開的理論分析，利用靜態(tài)分析可以計算前支撐在指定約束和載荷的外界條件下的反應。如果分析遵循了預先的假定，計算出的應力在許可范圍內(nèi)，就可以得出在(當前條件下是安全的)結論，而不考慮加載的次數(shù)。
在分析之前利用SolidWorks基于參數(shù)化的三維特征建模功能對前支撐結構建立模型，然后在有限元分析模塊Simulation的環(huán)境下進一步建立有限元分析模型。
對前支撐進行靜態(tài)分析，要在Simulation模塊中建立一個算例。在對結構的受力情況進行分析后，對結構添加約束和載荷時，根據(jù)實際情況可以對約束進行簡化，將前梁、左梁以及右梁設定為固定約束。燃氣輪機重量為1050kg進行分析后可以將載荷簡化為對支撐板和兩側的加強筋施加均勻的壓力。
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