【摘要】：隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強(qiáng),對于自卸車節(jié)能減排的要求越來越高。為了滿足顧客要求,汽車企業(yè)將輕量化設(shè)計(jì)作為核心技術(shù)。目前自卸車輕量化設(shè)計(jì)多只對單一結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,本文對車廂與車架同時(shí)進(jìn)行輕量化研究。借助有限元分析軟件對某型號自卸車進(jìn)行車廂與車架仿真分析與優(yōu)化設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如下:(1)建立自卸車車廂模型并對不同工況進(jìn)行仿真分析。選用SolidWorks對某型號自卸車進(jìn)行車廂建模,采用ANSYS Workbench對車廂靜、動(dòng)態(tài)工況進(jìn)行了有限元分析,得出車廂各工況下的應(yīng)力分布與變形云圖。根據(jù)分析出的結(jié)果對車廂的強(qiáng)度、剛度綜合評估,得出自卸車車廂滿足正常工作要求。仿真的結(jié)果為車廂優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。(2)自卸車車架仿真和疲勞壽命分析。首先,建模后選擇對車架損害程度較大的兩種工況進(jìn)行仿真分析,由仿真結(jié)果知強(qiáng)度、剛度均滿足正常工作要求。其次,對車架進(jìn)行了模態(tài)分析,得出一階固有頻率為14.5Hz,低于外部激勵(lì)。最后,為保證車架具有一定的抗疲勞特性,采用nCode Design-Life對車架進(jìn)行了疲勞壽命驗(yàn)證。根據(jù)疲勞壽命云圖知疲勞壽命最小為3.0?10~6次,符合安全壽命10~5要求。為后期對自卸車車架優(yōu)化設(shè)計(jì),提供比較的依據(jù)。(3)車廂輕量化設(shè)計(jì)。針對自卸車車廂進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,選用U形截面車廂,同時(shí)對優(yōu)化后的車廂進(jìn)行靜態(tài)與動(dòng)態(tài)工況分析,得出了強(qiáng)度、剛度均滿足工作要求。最后,對優(yōu)化后的車廂進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得出一階固有頻率高于外部激勵(lì)。優(yōu)化后車廂靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能均滿足工作要求。(4)車架輕量化設(shè)計(jì)。選用兩種方案對車架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。方案一:選用新型材料高強(qiáng)度鋼A610L,根據(jù)薄殼理論對原車架板厚進(jìn)行優(yōu)化處理;方案二:采用變密度法對車架進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對車架重新建模,并在不同工況對其進(jìn)行了仿真分析,得出優(yōu)化后車架強(qiáng)度、剛度均滿足設(shè)計(jì)要求。此外,完成了車架的諧響應(yīng)分析,得出優(yōu)化后車架的一階頻率為27Hz,與優(yōu)化前相比提高了46.34%。最后,對車架進(jìn)行疲勞壽命分析,得出優(yōu)化后車架壽命為2.083?10~6次,比優(yōu)化前壽命減少了30.57%。本文對自卸車進(jìn)行整體建模,并采用多種方法對車體優(yōu)化設(shè)計(jì)。保證自卸車在正常工作的基礎(chǔ)上,滿足壽命要求,同時(shí),達(dá)到降低車體重量的目的。自卸車車廂、車架輕量化后,質(zhì)量分別降低了8.397%、9.465%,優(yōu)化結(jié)果顯著。本文的研究結(jié)果能有效減輕自卸車自重,提高運(yùn)載能力,也解決了尾氣排放量大,燃料利用率低等問題。對后期進(jìn)行自卸車輕量化的研究具有一定的參考價(jià)值。
【圖文】：

意義于道路安全保護(hù)條例的逐漸完善及人控制越趨于嚴(yán)格，汽車的輕量化設(shè)計(jì)可的承載能力[1]。為了提高汽車動(dòng)力，量化設(shè)計(jì)[2]。稱重收費(fèi)的力度加大和著巨大的挑戰(zhàn)。2014 年 12 月 1 日，汽車的自重不得高于公告中規(guī)定車型及的車輛類型包括載客車、半掛車、規(guī)定的推出，對于依靠超載盈利的自對于重型汽車進(jìn)行稱重收費(fèi)政策，更業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)的競爭更為激最大化。為了使企業(yè)快速發(fā)展并適應(yīng)研究。同時(shí)全球不可再生能源消耗速量消耗占比如圖 1-1 所示。

輕量化也是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[6]。自卸車的佳方式，，主要通過降低車廂及車架的重量，促使自卸車的的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可減少尾氣的排放量。由于汽車市場的競的增長，為了降低成本，提高汽車的載貨重量，可以降低是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)也是汽車企業(yè)應(yīng)盡的社會責(zé)任用廣泛，多用于建筑、煤礦、水利水電及港口等地區(qū)，自車廂及車架作為卡車的主要承載和裝配基體，其主要支撐受車體本身外載荷及各種力與力矩，故車體須具有足夠的度和剛度的前提下，降低車身自重、提高運(yùn)輸?shù)妮d荷量是然趨勢。自卸車的輕量化是把雙刃劍，如何均衡利弊是輕自卸車輕量化設(shè)計(jì)降低車體自重，提高汽車的動(dòng)力性，減，有利于企業(yè)增加效益并且綠色環(huán)保；另一方面減少車身度降低，從而會影響車輛的使用壽命。自卸車車體輕量化保證自卸車的安全性能及企業(yè)的生產(chǎn)利益最大化。因此自企業(yè)研究設(shè)計(jì)的熱門方向。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH22

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