本文關(guān)鍵詞：重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 車架是汽車上重要的承載部件,車輛所受到的各種載荷最終都傳遞給車架,因此,車架結(jié)構(gòu)性能的好壞直接關(guān)系到整車設(shè)計(jì)的成敗。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展,對(duì)汽車的性能要求越來(lái)越高,這使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)的要求。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及有限元法的飛速發(fā)展為車架的結(jié)構(gòu)性能的計(jì)算分析帶來(lái)了新的革命。通過(guò)有限元法對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,對(duì)提高整車的各種性能,降低設(shè)計(jì)與制造成本,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等都具有十分重要的意義。 本文對(duì)車架及其載荷進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化,在有限元軟件Hypermesh中建立了車架的有限元模型,導(dǎo)入有限元分析軟件Nastran中,對(duì)車架在扭轉(zhuǎn)、彎曲兩種工況,施加相應(yīng)的邊界條件和載荷條件,進(jìn)行了靜態(tài)響應(yīng)分析,找出了車架結(jié)構(gòu)中的薄弱部位,并對(duì)該車架進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)電測(cè)試驗(yàn),為有限元分析提供實(shí)踐依據(jù),并驗(yàn)證有限元模型的精確性。計(jì)算了車架在自由狀態(tài)下的前十階模態(tài)特性,獲得了車架自由狀態(tài)下的固有頻率,并對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行分析。 在車架模態(tài)的基礎(chǔ)上,考慮到車架結(jié)構(gòu)件板厚對(duì)其低階模態(tài)頻率的影響時(shí)對(duì)主要部件的板厚進(jìn)行了頻率靈敏度分析,以確定各部件板厚對(duì)車架低階頻率的影響大小。從而為后面的優(yōu)化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)變量參數(shù)的選取提供理論依據(jù)。 在靈敏度分析的基礎(chǔ)上,提取對(duì)低階模態(tài)頻率影響較大的部件進(jìn)行了優(yōu)化分析。以板厚為設(shè)計(jì)變量,在優(yōu)化設(shè)計(jì)中可根據(jù)不同的優(yōu)化目的確定不同的目標(biāo)函數(shù)。在了解相關(guān)研究的情況下,文中主要考慮車架的輕量化問(wèn)題和低階模態(tài)頻率的提高兩方面的優(yōu)化問(wèn)題。 該課題研究較為系統(tǒng)的完成了車架的動(dòng)態(tài)分析,所建立的“模態(tài)分析-靈敏度分析-優(yōu)化分析”過(guò)程能應(yīng)用于其它車型的相關(guān)研究,為其它相關(guān)研究積累了一定的可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。該課題對(duì)車架結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：重型載貨汽車車架 有限元法 HyperMesh Nastran 靜力分析 動(dòng)力分析 靈敏度分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：U463.32~1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 致謝8-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 引言14
• 1.2 研究背景14-15
• 1.3 研究目的和意義15
• 1.4 有限元法在國(guó)內(nèi)外汽車分析方面的應(yīng)用和發(fā)展概況15-17
• 1.4.1 有限元法在國(guó)內(nèi)汽車分析中的應(yīng)用16
• 1.4.2 有限元法在國(guó)外汽車分析中的應(yīng)用16-17
• 1.5 研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 基于板殼單元的車架結(jié)構(gòu)有限元建模19-34
• 2.1 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-21
• 2.1.1 車架的結(jié)構(gòu)形式19
• 2.1.2 車架縱梁、橫梁及其聯(lián)接19-21
• 2.1.3 車架制造工藝及材料21
• 2.2 有限單元法基本理論21-25
• 2.2.1 線彈性體靜力學(xué)問(wèn)題22-23
• 2.2.2 求解的收斂條件23-24
• 2.2.3 單元分析及整體方程求解24-25
• 2.3 重型載貨汽車車架有限元模型的建立25-33
• 2.3.1 坐標(biāo)系的確定26
• 2.3.2 重型載貨汽車車架有限元建模時(shí)應(yīng)遵循的原則26
• 2.3.3 有限元軟件及單元的選擇26-29
• 2.3.4 懸架的模擬29-31
• 2.3.5 連接的模擬31-32
• 2.3.6 車架整體有限元模型的建立32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 車架的靜態(tài)響應(yīng)分析34-41
• 3.1 概述34
• 3.2 靜力分析的基礎(chǔ)34-35
• 3.3 靜態(tài)工況分析35-40
• 3.3.1 車架基本載荷的確定36-37
• 3.3.2 滿載彎曲工況37-38
• 3.3.3 滿載扭轉(zhuǎn)工況38-40
• 3.3.4 車架強(qiáng)度校核40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 車架靜動(dòng)態(tài)電測(cè)試驗(yàn)41-53
• 4.1 車輛強(qiáng)度試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介41-44
• 4.1.1 機(jī)械量電測(cè)技術(shù)41
• 4.1.2 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和性能41-42
• 4.1.3 應(yīng)變片的技術(shù)參數(shù)42
• 4.1.4 測(cè)量電橋特性42-44
• 4.2 重型載貨汽車車架強(qiáng)度靜動(dòng)態(tài)試驗(yàn)44-52
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康募耙?/span>44
• 4.2.2 使用儀器及試驗(yàn)方案44-47
• 4.2.3 測(cè)試內(nèi)容47-48
• 4.2.4 測(cè)試結(jié)果分析48-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第五章 車架模態(tài)分析53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 模態(tài)分析的基本理論53-55
• 5.3 車架模態(tài)分析55-58
• 5.3.1 車架有限元模態(tài)分析模型55
• 5.3.2 車架有限元模態(tài)分析分結(jié)果及分析55-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 優(yōu)化分析59-74
• 6.1 靈敏度分析的意義59-60
• 6.2 靈敏度計(jì)算模型的建立60-62
• 6.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念及其在OPTISTRUCT 中的實(shí)現(xiàn)62-64
• 6.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的建立64-66
• 6.4.1 目標(biāo)函數(shù)64-65
• 6.4.2 約束條件65
• 6.4.3 設(shè)計(jì)變量65-66
• 6.4.4 約束問(wèn)題極小化方法66
• 6.5 靈敏度計(jì)算結(jié)果分析66-69
• 6.6 優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析69-72
• 6.6.1 車架輕量化的優(yōu)化分析69-71
• 6.6.2 提高低階模態(tài)頻率的優(yōu)化分析71-72
• 6.7 本章小結(jié)72-74
• 第七章 結(jié)論與展望74-76
• 7.1 結(jié)論74
• 7.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 碩士期間參與的科研項(xiàng)目79
• 碩士期間發(fā)表的論文79-80

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王鐵;趙震;陳峙;王景新;;某車架結(jié)構(gòu)基于靈敏度分析的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2013年04期

2 王鐵;趙震;陳峙;王景新;申晉憲;;基于靈敏度分析的自卸車車架優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];太原理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

3 宋年秀;劉祥斌;曲秀麗;;基于MSC.Patran的牽引車車架輕量化設(shè)計(jì)[J];公路與汽運(yùn);2013年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孔維峰;汽車水泵總成的動(dòng)態(tài)特性研究[D];鄭州大學(xué);2010年

2 王晶;三輪摩托車車架的有限元分析及輕量化設(shè)計(jì)研究[D];中原工學(xué)院;2011年

3 郭長(zhǎng)城;轎車車架模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2011年

4 胡俊偉;10000KN精沖壓力機(jī)虛擬設(shè)計(jì)研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

5 劉永花;微型純電動(dòng)車車架結(jié)構(gòu)性能分析與優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 李偉成;動(dòng)力穩(wěn)定車車架動(dòng)力學(xué)性能分析[D];昆明理工大學(xué);2011年

7 鄧祖平;基于有限元分析的中型卡車車架改進(jìn)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2012年

8 何麗君;基于有限元法的重型載貨車車架輕量化研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

9 蘇雄波;多列烘缸干燥部實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械性能分析[D];陜西科技大學(xué);2012年

10 趙震;重型自卸車車架的有限元分析及優(yōu)化[D];太原理工大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：327517