1选题的依据及意义

车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、悬架、驾驶室等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段，从而获得更为精确的车架模型特性参数，为车架的设计和优化提供更合适的方案。

实际工程结构都是复杂的超静定结构，有限元的基本思想是将一个复杂的结构拆分成“有限”个“微小单元”，然后再对这些微小单元进行单独的分析，建立其位移内力关系，这样就将微分方程化为代数方程，再将单元组装成结构，形成整体结构的刚度方程。采用有限元分析方法将一个复杂的分析过程转变成可以解决的多个步骤，大大简化了对模型的分析过程和计算量。

2国内外研究现状及发展趋势

2.1国内研究现状

汽车车架作为商用车的载体，承载着众多汽车零部件及总成，并且使用条件较为恶劣，情况复杂，因此车架需要足够的强度，刚度，可靠性和寿命。作为现代汽车设计的重要工具之一的有限元法，与传统方法相比，在提高汽车产品质量，降低开发成本，提高产品竞争力方面有着独到的优势。

到上世纪80年代初，国际上较大的结构分析通用有限元程序发展到几百种，其中著名的有ANSYS、NASTRAN、ASIND等。这些有限元分析软件在我国的机械制造，汽车交通，土木建筑等领域得到广泛应用，为各领域中产品设计、科学研究做出了巨大贡献。目前，我国利用有限元法进行汽车分析已经发展到普遍运用有限元法静强度和有限元法动态响应分析及优化分析阶段。2016年重庆大学采用Hypermesh有限元软件建立了商用车车架结构计算模型,分别对车架结构弯曲、扭转两种典型工况的车架静态强度、刚度进行了计算和分析,预测车架结构应力及变形情况。2017年上海理工大学任明等人在某商用车车架的开发过程中，针对刚度对车架进行结构优化，运用Hypermesh对车架进行刚度分析,根据车架设计规范,排查出不符合刚度要求的部件。

2.2国外研究现状

1943年，Courant#8194;发表了一篇使用三角形区域的多项式函数来求解扭转问题的论文，1960#8194;年#8194;Clough#8194;在处理平面弹性问题时，第一次提出并使用“有限元方法”（finite#8194;element#8194;method）的名称，随后大量的工程师开始使用这一离散方法来处理结构分析、流体问题、热传导等复杂问题，这些工作开创了有限元分析的先河。进而有限元分析一步步被运用到车架模态分析上，2015年Yong Zhen Zhu等人通过CAD软件建立自卸车车架模型，利用有限元技术分析车架各种工况下的应力分布，证明了有限元分析方法的可行性，并提出改进方法。而当前，国外各大汽车公司利用有限元软件进行车架结构静态分析、模态分析的技术已经非常成熟，其工作重心已经转向瞬态响应分析、噪声分析、碰撞分析等领域。特别是其中的随机激励响应分析由于可以用来进行车辆的强度、刚度、振动舒适性和噪声的分析而受到关注，2011年Xingfeng Zhang等人利用有限元分析法对就撤车架模型进行模态分析获得了车架振动频率和振动特性，并比较了两种不同有限元解法，确立了更为精确解决方案。

2.3研究现状分析