本文關(guān)鍵詞：鋁合金車(chē)輪的強(qiáng)度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河北工業(yè)大學(xué)》 2002年

鋁合金車(chē)輪的強(qiáng)度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

王立輝  

【摘要】： 本文簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外汽車(chē)產(chǎn)品的發(fā)展及現(xiàn)狀，剖析了目前汽車(chē)車(chē)輪的發(fā)展?fàn)顩r。在深入分析了鋼制車(chē)輪性能的基礎(chǔ)上，以降低耗油率、減輕材料重量和提高車(chē)輪的使用壽命為宗旨，說(shuō)明了鋁合金車(chē)輪的合理性和優(yōu)越性。 本文詳細(xì)闡述了有限單元法的基本思想，計(jì)算步驟，力學(xué)基礎(chǔ)以及其在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用；具體說(shuō)明了有限元分析軟件MSC.NASTRAN的功能和它的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)以及MSC.PATRAN的主要特點(diǎn)，此外，還對(duì)MSC.NASTRAN的理論部分做了進(jìn)一步的說(shuō)明。著重介紹了應(yīng)用MSC.NASTRAN對(duì)鋁合金車(chē)輪進(jìn)行強(qiáng)度分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)具體過(guò)程。 本文所使用的車(chē)輪是按照輪輞的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而構(gòu)建的，而載荷的加入是模擬實(shí)際情況而添加的，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用MSC.PATRAN，完成車(chē)輪幾何建模，有限元網(wǎng)格劃分，邊界載荷的加入，材料特性的定義，再提交到MSC.NASTRAN中進(jìn)行強(qiáng)度分析。結(jié)果表明：最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于鋁合金車(chē)輪的強(qiáng)度極限，強(qiáng)度儲(chǔ)備很大，造成了材料的浪費(fèi)，存在著進(jìn)一步優(yōu)化的必要。接著MSC.NASTRAN中定義設(shè)計(jì)變量(分別為輪輞和輪輻的厚度)，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)(使車(chē)輪重量最小)，限制約束上限，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：最大應(yīng)力值接近鋁合金車(chē)輪的強(qiáng)度極限，充分利用了材料，有效的減輕了重量，應(yīng)力分布更加合理。 本次研究結(jié)果顯示了MSC.NASTRAN在強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用和意義，，應(yīng)用MSC.NASTRAN對(duì)車(chē)輪進(jìn)行強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法適用于指導(dǎo)任何其他型號(hào)車(chē)輪的生產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2002
【分類號(hào)】：U463.34
【目錄】：

第一章 緒論7-13

§1-1 鋁合金在現(xiàn)代汽車(chē)中的應(yīng)用7-8

1-1-1 汽車(chē)的輕量化發(fā)展趨勢(shì)7

1-1-2 鋁合金的應(yīng)用7-8

§1-2 鋁合金車(chē)輪的應(yīng)用8-10

1-2-1 鋁合金車(chē)輪的發(fā)展概況8-9

1-2-2 鋁合金車(chē)輪的優(yōu)點(diǎn)9-10

§1-3 汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法概述10-11

§1-4 本課題的意義11-12

§1-5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容12

§1-6 本課題的研究方法12-13

第二章 有限單元法13-26

§2-1 彈性力學(xué)的基本方程和變分原理13-21

2-1-1 彈性力學(xué)基本方程的矩陣形式13-17

2-1-2 彈性力學(xué)基本方程的張量形式17-20

2-1-3 線彈性力學(xué)的變分原理20-21

§2-2 有限元法的基本概念及發(fā)展應(yīng)用21-22

§2-3 有限單元法簡(jiǎn)介22-25

2-3-1 彈性連續(xù)體的離散化22-23

2-3-2 選擇單元位移模式23

2-3-3 單元力學(xué)特性分析23-24

2-3-4 非節(jié)點(diǎn)載荷的位移24

2-3-5 整體分析，組集結(jié)構(gòu)總剛度方程24

2-3-6 約束處理并求總剛度方程24

2-3-7 計(jì)算單元應(yīng)力并整理計(jì)算結(jié)果24-25

§2-4 有限單元法在汽車(chē)車(chē)輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用25-26

第三章 有限元分析軟件NASTRAN26-32

§3-1 MSC／NASTRAN26-27

§3-2 MSC／PATRAN27-28

§3-3 NASTRAN的結(jié)構(gòu)優(yōu)化原理28-30

3-3-1 改進(jìn)的可行方向法28-29

3-3-2 序列線性規(guī)劃法29-30

3-3-3 序列二次規(guī)劃法30

§3-4 MSC／NASTRAN的優(yōu)化功能30-32

第四章 鋁合金車(chē)輪的有限元強(qiáng)度分析32-46

§4-1 車(chē)輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的意義和進(jìn)展32-33

§4-2 車(chē)輪有限元模型的建立33-41

4-2-1 車(chē)輪幾何模型的建立34-35

4-2-2 車(chē)輪模型的單元?jiǎng)澐?/span>35-36

4-2-3 車(chē)輪材料屬性36

4-2-4 車(chē)輪約束36

4-2-5 車(chē)輪載荷36-41

§4-3 車(chē)輪有限元計(jì)算41-43

§4-4 計(jì)算結(jié)果分析43-46

第五章 汽車(chē)車(chē)輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)46-52

§5-1 車(chē)輪優(yōu)化模型的建立46-48

5-1-1 優(yōu)化問(wèn)題的一般數(shù)學(xué)模型46

5-1-2 汽車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型46-48

§5-2 車(chē)輪優(yōu)化分析結(jié)果48-51

5-2-1 目標(biāo)函數(shù)48-49

5-2-2 設(shè)計(jì)變量49-51

§5-3 幾點(diǎn)結(jié)論51-52

第六章 結(jié)論52-53

參考文獻(xiàn)53-56

致謝56-57

附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果57

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3 石晶,龐華廷;CY4102BZQ柴油機(jī)機(jī)體有限元分析[J];汽車(chē)技術(shù);2004年08期

4 沈祖炎,張其林;薄壁鋼構(gòu)件非線性穩(wěn)定問(wèn)題的曲殼有限單元法[J];土木工程學(xué)報(bào);1991年01期

5 李國(guó)英,沈珠江;下限原理有限單元法及其在土工問(wèn)題中的應(yīng)用[J];巖土工程學(xué)報(bào);1997年05期

6 李建波,陳健云,林皋;針對(duì)三維有限元數(shù)據(jù)場(chǎng)的精確后處理算法[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2004年08期

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9 晉兵營(yíng),江濤,李燕;YT4125柴油機(jī)機(jī)體剛度分析[J];中原工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年01期

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2 沈壽榮;王勇勤;嚴(yán)興春;;卷取機(jī)卷筒軸強(qiáng)度分析的有限元建模方法[A];第十四屆全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

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1 衛(wèi)斌 于文濤;[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

2 馬小駿 張昕;[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2008年

3 ;[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

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7 馬幼松;[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2008年

8 梁亞平;[N];光明日?qǐng)?bào);2004年

9 廣州新升;[N];證券日?qǐng)?bào);2006年

10 彭致;[N];中國(guó)新聞出版報(bào);2008年

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1 張美超;有限單元法在骨科生物力學(xué)中的應(yīng)用[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2002年

2 夏永旭;涵洞、通道上路面結(jié)構(gòu)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2000年

3 吳春秋;非線性有限單元法在土體穩(wěn)定分析中的理論及應(yīng)用研究[D];武漢大學(xué);2004年

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1 周新華;高壓輸電鐵塔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析[D];華北電力大學(xué)（河北）;2003年

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