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汽車在行駛過程中會受到來自內部與外部的各種載荷的作用，并傳遞到對車身具有承載作用的車架上。車架的強度既關系到車輛能否正常行駛又關系到車輛的安全。對車架進行靜態(tài)特性的分析就是分析車架在一定的載荷的作用下車架結構的響應。本文對泡沫鋁填充前的車架與填充后的車架分別進行靜態(tài)分析，并對其結果進行對比，從而為泡沫鋁在汽車車架中填充的優(yōu)越性提供依據。
靜力分析理論依據
結構靜力分析主要用于計算不包括慣性力和阻尼效應作用于結構或部件所引起的應力、應變力和位移。填充前的車架在滿足剛度和強度要求的前提下，通過有限元靜力分析，不僅可以發(fā)現車架在不同工況下的應力分布及最大值還可以知道其變形情況。填充后的車架首先需滿足在實際的工況下，一定的載荷作用下，車架材料不會失效，即達到剛度和強度的要求。
有限元分析程序中，靜力分析控制方程為:
{K}{U}={F}
式中: {K}-剛度結構矩陣；
{U}-位移向量；
{F}-載荷向量。
當用CAE方法對結構進行靜力學分析時，所遵循的基本原理是相同的，即求解用矩陣形式所表示的整個結構的平衡方程，得出:
{K}{δ}={R}
式中: {K}-整體剛度矩陣；
{δ}-物體位移節(jié)點位移陣；
{R}一載荷陣列。
通過上式可以求解出節(jié)點位移{δ}，然后利用公式{K}{U}={F}和求出的節(jié)點位移計算出各單元的力，加以整理之后得出所求結果。
{δ}=[D][B][δ]^e
式中:[D]-與單元材料相關的彈性矩陣；
[B]一單元應變矩陣；
[δ]^e一單元節(jié)點位移陣列。
車架的應力和變形結果便可以通過計算得出,應力的分布以應力云圖的形式表示出來，變形可以由后處理模型的變形圖直觀的反應出來。節(jié)點處的應力是與節(jié)點相連的單元的應力在節(jié)點位置的算術平均值。根據強度要求和材料特性，判斷材料失效的形式可以選擇最大拉應力、最大剪應力或綜合應力作為判斷的標準，而車架的靜態(tài)強度可以通過第四強度理論來判定，即認為材料的屈服破壞主要由于形狀改變引起，以材料發(fā)生塑性變形作為判斷材料失效的依據，選擇等效應力來判斷車架的結構強度。