基于Mesh Free对方程式赛车后立柱分析及与ansys分析对比

简介：本文主要采用Midas Mesh Free和ansys workbench两款有限元分析软件对中国大学生方程式赛车后立柱进行静力学分析，查看分析结果，使我们对立柱设计的薄弱结构部分有一个整体的认识，并且将两款软件的分析结果进行对比，以此来验证Mesh Free分析结果的准确性。

赛事简介：中国大学生方程式汽车大赛旨在由各高校车队的本科生和研究生构想、设计、制造、开发并完成一辆小型方程式赛车并能够合格参加比赛。

整个赛事对赛车的整体设计只有很少的规则限制，以此给予了参赛车队最大的设计灵活性和自由度来表达其创造性和想象力。同时给每个参赛车队同来自其他高校一个同台竞技的机会，

分析流程：

建立模型：在三维建模软件CATIA中，根据实际设计情况建立立柱模型，并对模型进行详细建模，使之在配合整车其他结构的同时对立柱结构尽量轻量化

导入模型：Midas Mesh Free软件的界面友好，目前支持各种主流三维建模软件建立的模型格式。

将立柱模型导入到Mesh Free软件中，如图

添加材料：因立柱要承受四分之一个整车质量，必须在材料的选择上对其强度要求进行保证，同时又要考虑到整车结构的轻量化，经过综合考虑选择高强度的7079铝作为立柱的材料。

添加接触和边界条件：

立柱为单一零件，无需添加接触，对上下的螺栓孔施加约束。

施加载荷：

根据实际情况，选择对立柱中间部位施加压力为100N/mm²。

求解状态：

Midas Mesh Free在求解过程中利用结构化网格进行分析，忽略掉模型的复杂程度，避免无效率的重复工作，从而为设计阶段分析开发革命性的分析方法。

求解结果：

从求解结果中可以看出，最大位移为2.17mm，最大应变为4.2E-2，最大应力为3.41E3N/mm²即34MPa

Ansys分析结果：

在ansys中设置和mesh free一样的材料和约束条件，施加相同的载荷，求得的结果如图所示：

从图中可以看出应变为2.83E-5m，应力为3.175E7Pa，即31MPa

小结：从两者的分析结果来看，在相同条件下Mesh free和ansys的分析结果差不多。但是在分析过程中利用mesh free分析能够显著提高分析效率，降低分析门槛，能够让结构设计师在设计阶段有更多的时间和精力用来设计改良自己的模型结构，而不是花费大量时间在分析时候的简化模型。

Mesh Free分析.pdf