車架作為承載車身和其他附屬總成負(fù)載的重要結(jié)構(gòu),其性能的優(yōu)劣直接影響整車的性能好壞。本文所研究的西華大學(xué)純電動方程式賽車車架,主要承載著來自動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、車手自重等方面產(chǎn)生的負(fù)載以及在各個工況下所產(chǎn)生的力和力矩,在滿足車架強(qiáng)度剛度性能和避免車架與其他系統(tǒng)產(chǎn)生共振的前提之下對車架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)�；�2017年大學(xué)生方程式賽車比賽規(guī)則,本文對該車架進(jìn)行如下研究:（1）車架的結(jié)構(gòu)、材料以及焊接工藝的確定。通過部分大學(xué)生方程式賽車車架結(jié)構(gòu)的對比,選擇出適合的結(jié)構(gòu)形式;對比常用幾種材料的性能,選擇較為適合的材料;基于設(shè)計(jì)規(guī)則,結(jié)合人機(jī)工程學(xué)原理,在三維軟件CATIA中創(chuàng)建車架的幾何模型。（2）運(yùn)用有限元軟件Hypermesh建立車架的有限元模型,結(jié)合比賽項(xiàng)目對滿載彎曲、滿載扭轉(zhuǎn)、高速轉(zhuǎn)彎、緊急制動和直線加速五個工況進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析;在場地中進(jìn)行8字繞環(huán)、緊急制動和75米直線加速試驗(yàn)與車架的靜力學(xué)仿真分析進(jìn)行對比,對仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證;對車架的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核,確定車架的強(qiáng)度和剛度能夠滿足安全需求。（3）運(yùn)用建立好的有限元模型結(jié)合Optistruct求解器進(jìn)行自由模態(tài)分析,提取前七階模態(tài)頻率... 

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本文研究的背景和意義
    1.2 國內(nèi)外大學(xué)生方程式賽車賽事的發(fā)展與車架的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外大學(xué)生方程式賽車賽事發(fā)展
        1.2.2 國外汽車車架研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)汽車車架研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 有限元法簡介和車架模型的創(chuàng)建
    2.1 有限元法的基本原理和分析流程
        2.1.1 有限元法的基本原理
        2.1.2 有限元的分析步驟及實(shí)現(xiàn)過程
    2.2 有限元軟件Hyperworks簡介
        2.2.1 Hypermesh簡介
        2.2.2 Optistuct簡介
        2.2.3 Hyperview簡介
    2.3 車架三維模型的建立
        2.3.1 車架的結(jié)構(gòu)的選擇
        2.3.2 車架材料和焊接工藝的選擇
        2.3.3 焊接工藝選擇
        2.3.4 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 車架有限元模型的建立
        2.4.1 三維模型的導(dǎo)入
        2.4.2 中面抽取和幾何處理
        2.4.3 網(wǎng)格劃分
        2.4.4 質(zhì)量檢查和質(zhì)量調(diào)整
        2.4.5 材料和屬性賦予
    2.5 本章小結(jié)
3 車架靜力學(xué)分析
    3.1 車架在各工況下的受力分析及仿真
        3.1.1 車架的靜態(tài)負(fù)載情況
        3.1.2 車架動載系數(shù)和邊界條件的定義
        3.1.3 各工況下的仿真計(jì)算
        3.1.4 車架強(qiáng)度校核
    3.2 車架的剛度分析
        3.2.1 車架彎曲剛度分析
        3.2.2 車架扭轉(zhuǎn)剛度分析與校核
    3.3 車架有限元模型的試驗(yàn)驗(yàn)證
        3.3.1 測試系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)備介紹
        3.3.2 試驗(yàn)的準(zhǔn)備
        3.3.3 各工況的測試與分析
    3.4 本章小結(jié)
4 模態(tài)分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論
    4.3 自由模態(tài)分析
    4.4 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析
        4.4.1 試驗(yàn)?zāi)B(tài)理論基礎(chǔ)
        4.4.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)的構(gòu)建
    4.5 模態(tài)結(jié)果的綜合分析
    4.6 本章小結(jié)
5 車架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 拓?fù)鋬?yōu)化介紹
        5.1.1 離散體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
        5.1.2 連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化
        5.1.3 拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型
    5.2 車架的拓?fù)鋬?yōu)化
        5.2.1 設(shè)計(jì)變量的創(chuàng)建
        5.2.2 響應(yīng)的創(chuàng)建
        5.2.3 約束的創(chuàng)建
        5.2.4 目標(biāo)函數(shù)的創(chuàng)建
        5.2.5 其他參數(shù)的設(shè)置
        5.2.6 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果
        5.2.7 拓?fù)鋬?yōu)化的幾何生成
    5.3 車架的尺寸優(yōu)化
        5.3.1 尺寸優(yōu)化的參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 車架的尺寸優(yōu)化結(jié)果
    5.4 車架優(yōu)化前后的模態(tài)頻率和靜力學(xué)性能對比
        5.4.1 模態(tài)頻率對比
        5.4.2 強(qiáng)度與剛度對比
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]汽車車身輕量化及其相關(guān)成形技術(shù)綜述[J]. 田浩彬,林建平,劉瑞同,許永超.  汽車工程. 2005(03)
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碩士論文
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[2]基于HyperWorks和Isight的商用車車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 程丹應(yīng).華中科技大學(xué) 2015
[3]白車身及車門性能開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 馬彬彬.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[4]FSC賽車車架的有限元分析與優(yōu)化[D]. 孫博文.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[5]賽車輕量化系統(tǒng)方法與車架優(yōu)化[D]. 賀紹華.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[6]基于剛度和模態(tài)的重型卡車車架輕量化設(shè)計(jì)[D]. 羅云峰.湖南大學(xué) 2013
[7]基于有限元分析的大學(xué)生方程式賽車車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)化[D]. 喬邦.河南科技大學(xué) 2012
[8]基于有限元法的重型載貨車車架輕量化研究[D]. 何麗君.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[9]某SUV型車身動態(tài)特性研究[D]. 王金磚.燕山大學(xué) 2009
[10]載貨汽車車架拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及有限元分析[D]. 盧利平.合肥工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3718576