本文關鍵詞：重型載重汽車車架輕量化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國經濟全球化進程的不斷加快,我國對國際能源及原材料市場的依賴程度不斷加深,當前國際原油及工業(yè)原材料價格的不斷攀升,對我國的經濟發(fā)展造成的極大的負擔。汽車作為耗油大戶,其節(jié)能與否已直接影響到我國整體的能源消耗水平,國家對此高度重視。由于汽車輕量化對節(jié)能增效的巨大意義,國際各大汽車生產商都在盡可能的情況下減輕車身質量。汽車的輕量化設計技術已經成為目前汽車研究領域的研究熱點之一。 車架是重型載重汽車的重要部件,支承著發(fā)動機、離合器、變速器、轉向器、駕駛室、和貨箱等所有簧上質量的有關機件,承受著傳給它的各種力和力矩。此外,由于重型載重汽車的使用條件十分惡劣,受力狀況非常復雜。車架應有足夠的彎曲剛度,以使裝在其上的有關機構之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最小;車架也應有足夠的強度,以保證其有足夠的可靠性與壽命,縱梁等主要零件在使用期內不應有嚴重變形和開裂。車架剛度不足會引起振動和噪聲,也使得汽車的乘坐舒適性、操作穩(wěn)定性及某些機件的可靠性下降。但車架的扭轉剛度又不宜過大,否則將使車架和懸架系統(tǒng)的載荷增大并使汽車輪胎的接地性變差,使通過性變壞。因此,如何設計出滿足使用要求的輕量化車架成了一項具有挑戰(zhàn)性的工作。 有限元法已經成為現(xiàn)代汽車設計的重要工具之一,與傳統(tǒng)的設計方法相比,它的優(yōu)勢在于提高汽車產品的質量、降低產品開發(fā)與生產制造成本,提高汽車產品在市場上的競爭力。為了促進車架設計水平的提高,保證整車在市場上的競爭能力,必須將車架有限元分析技術提高到戰(zhàn)略的高度上來。 本文基于ANSYS軟件建立了車架結構的實體單元模型,對汽車車架結構進行靜力和動力分析的研究。首先,對ANSYS進行了簡要的介紹,為車架結構進行有限元分析做好準備工作;其次,以某重型載貨汽車車架結構為研究對象,利用ANSYS建立了車架結構有限元的實體單元模型,對車架建模過程進行了研究;再次,對車架結構的靜、動態(tài)特性進行深入研究,對車架進行性能分析評價;最后,建立車架結構簡單的梁單元優(yōu)化模型,以車架縱梁截面尺寸作為設計變量,以車架總體積為設計目標,運用ANSYS優(yōu)化模塊對車架結構的輕量化設計進行初步的探討。 本文的研究說明有限元法和Ansys軟件為車架結構及動力特性的仿真以及輕量化設計提供了良好的基礎理論及方法,借助于它們對車架結構的輕量化設計研究具有非常重要的工程價值。
【關鍵詞】：車架 輕量化設計 有限元法 Ansys軟件 結構分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：U463.32
【目錄】：

• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題的來源與背景8-9
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 課題背景8-9
• 1.2 論文選題的意義與目的9-11
• 1.2.1 輕量化設計技術有利于汽車產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及汽車性能的提高9-10
• 1.2.2 提高載重汽車設計技術水平10-11
• 1.2.3 論文選題的目的11
• 1.3 有限元法在車架輕量化設計中的應用現(xiàn)狀及存在問題11-15
• 1.3.1 車架結構設計與分析簡述11-12
• 1.3.2 車架結構有限元模型的形式12-13
• 1.3.3 車架結構有限元分析類型13-14
• 1.3.4 有限元法在車架結構分析中存在的問題14-15
• 1.4 本文主要的研究內容15-16
• 第二章 重型載重汽車車架的設計16-24
• 2.1 重型載重汽車車架綜述16-20
• 2.1.1 車架的功用16
• 2.1.2 對車架的要求16-17
• 2.1.3 車架類型的選擇17-18
• 2.1.4 車架寬度的確定18
• 2.1.5 車架縱梁形式的確定18-19
• 2.1.6 車架橫梁形式的確定19-20
• 2.2 車架的制造工藝及材料20
• 2.3 車架的受載分析20-21
• 2.4 車架縱梁的彎矩計算21-24
• 2.4.1 縱梁的彎矩計算21-22
• 2.4.2 車架縱梁抗彎剛度校核22-23
• 2.4.3 車架的扭轉剛度23-24
• 第三章 有限元法及 Ansys軟件24-36
• 3.1 有限元法的要點和特性24-25
• 3.1.1 有限元法的要點24-25
• 3.1.2 有限元法特性25
• 3.2 有限元法的發(fā)展和現(xiàn)狀25-28
• 3.3 Ansys軟件介紹及有限元分析步驟28-35
• 3.3.1 Ansys軟件介紹28-30
• 3.3.2 Ansys的分析步驟30-35
• 3.4 ANSYS軟件的特點35-36
• 第四章 車架結構的有限元模型的建立36-41
• 4.1 車架的幾何模型的建立36-37
• 4.1.1 坐標系的確定36
• 4.1.2 運用 UG軟件建立車架的三維幾何模型36-37
• 4.2 車架有限元模型的建立37-41
• 4.2.1 將車架的幾何模型轉化為igs格式的文件37-38
• 4.2.2 車架有限元模型的建立38-41
• 第五章 車架結構性能分析41-50
• 5.1 車架結構的靜力性能分析41-46
• 5.1.1 靜力分析基本概念及流程41-42
• 5.1.2 車架結構靜力分析工況及約束處理42-43
• 5.1.3 車架分析及結果43-45
• 5.1.4 車架結構靜力分析結果評價45-46
• 5.2 車架結構的動力性能分析46-50
• 5.2.1 結構動力性能分析的方程46
• 5.2.2 剛度矩陣和質量矩陣的形成46-47
• 5.2.3 車架的模態(tài)分析結果47-50
• 第六章 車架結構輕量化設計研究50-70
• 6.1 優(yōu)化設計理論基礎50-59
• 6.1.1 優(yōu)化設計概述50-51
• 6.1.2 優(yōu)化設計的數(shù)學模型及構成要素51-54
• 6.1.3 建立數(shù)學模型需要注意的問題54-55
• 6.1.4 參數(shù)優(yōu)化方法適用范圍55-57
• 6.1.5 選擇優(yōu)化方法的標準及有關經驗57-59
• 6.2 Ansys軟件的優(yōu)化設計59-61
• 6.2.1 Ansys的基本優(yōu)化方法59-60
• 6.2.2 Ansys軟件中優(yōu)化設計數(shù)學模型建立的原則60-61
• 6.3 車架優(yōu)化設計模型的建立61-67
• 6.3.1 構建參數(shù)化有限元模型61-62
• 6.3.2 生成分析文件62-65
• 6.3.3 定義優(yōu)化變量65-66
• 6.3.4 設置并運行優(yōu)化66-67
• 6.4 優(yōu)化結果及分析67-70
• 6.4.1 優(yōu)化變量的變化分析67-69
• 6.4.2 車架彎曲剛度的變化分析69-70
• 第七章 結語70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-74

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王宏斌;;盤式制動器輕量化設計研究[J];汽車零部件;2011年08期

2 宋年秀;劉祥斌;曲秀麗;;基于MSC.Patran的牽引車車架輕量化設計[J];公路與汽運;2013年02期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 古迎春;DL4100型半掛牽引車車架強度分析與優(yōu)化[D];太原理工大學;2011年

2 孫根柱;基于HyperWorks的半掛車車架有限元分析和輕量化研究[D];青島理工大學;2010年

3 王宏斌;基于CAD/CAE技術的盤式制動器結構輕量化設計研究[D];上海交通大學;2012年

4 劉云;拖拉機駕駛室的有限元分析及優(yōu)化設計[D];南京農業(yè)大學;2010年

5 顧祥軍;基于有限元法的剪板機機架優(yōu)化設計與分析[D];南京農業(yè)大學;2009年

6 劉威;某重型載貨汽車車架的設計分析與實驗研究[D];湖南大學;2011年

7 張阿玲;一種電動汽車車身、車架結構設計及其性能優(yōu)化[D];中北大學;2012年

8 王其光;翼展車廂有限元分析與輕量化設計[D];煙臺大學;2007年

9 張宏濤;兩級扭桿彈簧的結構設計與有限元分析[D];南京航空航天大學;2007年

10 范東林;鉸接式自卸汽車車架設計方法研究[D];河南科技大學;2008年

  本文關鍵詞：重型載重汽車車架輕量化設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：389968