本文關鍵詞：某牽引車車架多目標拓撲優(yōu)化設計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展,半掛車因安全性好、運輸效率高等優(yōu)點,成為目前物流市場中的重要車型之一。作為半掛車的動力來源,牽引車的研發(fā)受到商用車企業(yè)的高度重視。車架作為牽引車的主要承載部件,其性能的好壞直接影響牽引車的整車性能。因此,能否設計出力學性能好、質量輕便、制造成本低的車架顯得尤為重要。為避免傳統(tǒng)設計中的盲目性,本文將拓撲優(yōu)化方法引入到牽引車車架的結構設計中,不僅為設計人員提供了一種科學的設計方法,而且能夠找到最合理的設計方案。以往對車架的拓撲優(yōu)化設計只是考慮以柔度最小為目標函數(shù)的單目標拓撲優(yōu)化,然而車架實際中工況復雜,單目標拓撲優(yōu)化設計不能得到最理想的車架結構。為了得到同時滿足靜態(tài)多工況剛度和動態(tài)振動固有頻率要求的牽引車車架結構,本文對牽引車車架進行多目標拓撲優(yōu)化設計。采用折衷規(guī)劃法定義多剛度拓撲優(yōu)化目標函數(shù)的數(shù)學模型,而振動固有頻率拓撲優(yōu)化目標函數(shù)的數(shù)學模型則采用平均頻率法定義,綜合剛度與振動固有頻率多目標函數(shù)的數(shù)學模型也采用折衷規(guī)劃法定義。通過優(yōu)化得到同時滿足剛度和振動頻率要求的車架拓撲結構。根據(jù)拓撲優(yōu)化結果,在Pro/E中對拓撲優(yōu)化車架進行三維建模,然后將模型導入到Hypermesh中進行有限元靜態(tài)和模態(tài)分析,結果分析表明拓撲優(yōu)化車架滿足使用要求,并且總體靜態(tài)模態(tài)性能均優(yōu)于原車架,總體質量減重5.01%。仿真結果同時驗證了將多目標拓撲優(yōu)化設計引入到車架設計中的可行性。在追求安全環(huán)保、減重降耗的目標的市場環(huán)境下,對牽引車車架進行輕量化設計很有必要性。在滿足對車輛的使用性能的前提下,對拓撲優(yōu)化車架進行尺寸優(yōu)化設計,然后對尺寸優(yōu)化車架進行有限元靜態(tài)和模態(tài)分析,分析結果表明尺寸優(yōu)化車架滿足使用要求,并且總體靜態(tài)模態(tài)性能在拓撲優(yōu)化車架的基礎上進一步提高,總體質量減重13.56%,減重比較明顯。在追求節(jié)約材料和提高整車燃油經(jīng)濟性的今天,最終的尺寸優(yōu)化車架具有更強的市場競爭力。
【關鍵詞】：牽引車車架 多目標拓撲優(yōu)化 折衷規(guī)劃 尺寸優(yōu)化
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.51
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景和意義11-12
• 1.2 車架優(yōu)化國內外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內容14-15
• 1.4 本文技術路線15-17
• 第二章 拓撲優(yōu)化理論17-23
• 2.1 拓撲優(yōu)化的原理17-18
• 2.2 拓撲優(yōu)化常用方法18-19
• 2.2.1 均勻化方法18
• 2.2.2 變厚度法18-19
• 2.2.3 變密度法19
• 2.3 多目標拓撲優(yōu)化方法19-22
• 2.3.1 線性加權法20
• 2.3.2 折衷規(guī)劃法20-22
• 2.4 本章小結22-23
• 第三章 車架多目標拓撲優(yōu)化設計23-41
• 3.1 拓撲優(yōu)化模型的建立23-29
• 3.1.1 車架拓撲優(yōu)化初始幾何模型的建立23-24
• 3.1.2 拓撲優(yōu)化初始網(wǎng)格模型24
• 3.1.3 定義材料和屬性24-25
• 3.1.4 確定載荷與約束25-29
• 3.2 車架多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)29-37
• 3.2.1 靜載多工況剛度拓撲優(yōu)化目標函數(shù)29-34
• 3.2.2 振動固有頻率拓撲優(yōu)化目標函數(shù)34
• 3.2.3 同時考慮剛度和頻率要求的多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)34-37
• 3.3 多目標拓撲優(yōu)化在軟件中的實現(xiàn)37-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 拓撲優(yōu)化車架有限元分析41-67
• 4.1 拓撲優(yōu)化車架三維模型的建立41-46
• 4.1.1 車架縱梁結構的確定41-42
• 4.1.2 車架橫梁結構的確定42-45
• 4.1.3 車架縱橫梁連接形式的確定45
• 4.1.4 橫梁和縱梁的固定方式45-46
• 4.2 有限元分析46-59
• 4.2.1 有限元模型的建立46-51
• 4.2.2 拓撲優(yōu)化車架靜力學分析51-55
• 4.2.3 拓撲優(yōu)化車架模態(tài)分析55-59
• 4.3 拓撲優(yōu)化新車架與原車架對比分析59-65
• 4.3.1 原車架有限元分析59-63
• 4.3.2 拓撲優(yōu)化車架與原車架對比分析結果63-65
• 4.4 本章小結65-67
• 第五章 尺寸優(yōu)化設計67-77
• 5.1 尺寸優(yōu)化設計67-69
• 5.2 尺寸優(yōu)化車架有限元分析69-76
• 5.2.1 尺寸優(yōu)化車架靜力學分析69-72
• 5.2.2 尺寸優(yōu)化后車架模態(tài)分析72-76
• 5.3 本章小結76-77
• 第六章 總結與展望77-79
• 6.1 結論77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文85

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張俊;;女車車架結構形式的初探[J];中國自行車;1989年04期

2 谷敏;;混合車車架工藝點滴[J];中國自行車;1990年05期

3 陳華新;;車架結構設計(二)[J];摩托車技術;1993年05期

4 高思榜;;摩托車車架結構的分析與優(yōu)化研究[J];科技致富向導;2013年17期

5 桑t熑，

本文編號：303970