本文關(guān)鍵詞：房車車架有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,房車旅游受到了越來(lái)越多的關(guān)注。房車車架作為房車的主要承載件,其性能的優(yōu)良與否,直接關(guān)系到整車性能的好壞。近些年來(lái),有限元法在汽車車架方面的研究日趨成熟,有限元法已經(jīng)成為汽車車架結(jié)構(gòu)研究的一種重要手段,但在房車車架上的應(yīng)用還比較少。本文以某型拖掛式房車車架為研究對(duì)象,利用有限元法對(duì)房車車架進(jìn)行靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析,校核其強(qiáng)度和剛度是否滿足要求,在此基礎(chǔ)之上對(duì)房車車架性能不足的部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究工作如下:首先,結(jié)合房車車架各組成部分的尺寸參數(shù),對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理,利用三維建模軟件Pro/E建立了車架的三維實(shí)體模型;并將其導(dǎo)入至有限元分析軟件ANSYS Workbench中,進(jìn)行網(wǎng)格劃分和材料屬性定義等工作,從而得到車架的有限元模型。然后,對(duì)車架進(jìn)行靜力學(xué)分析,通過(guò)計(jì)算得到了車架在彎曲、扭轉(zhuǎn)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎四種典型工況下的變形情況和應(yīng)力情況,校核了車架的強(qiáng)度和剛度,發(fā)現(xiàn)了車架在扭轉(zhuǎn)工況下存在強(qiáng)度不足的問(wèn)題。其次,對(duì)車架進(jìn)行了模態(tài)分析,提取了前8階模態(tài)的固有頻率和振型等相關(guān)參數(shù)。通過(guò)對(duì)模態(tài)相關(guān)參數(shù)的分析,得出了該車架在正常行駛條件下能夠避免共振現(xiàn)象的發(fā)生,動(dòng)態(tài)性能良好的結(jié)論。最后,針對(duì)前文研究發(fā)現(xiàn)的車架在扭轉(zhuǎn)工況下強(qiáng)度不足的情況,利用ANSYS Workbench中的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于響應(yīng)面法和遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在確定了設(shè)計(jì)變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)之后,通過(guò)設(shè)置Pro/E和Workbench的協(xié)同仿真實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的共享,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面生成、優(yōu)化分析后得到了最終的優(yōu)化方案。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),解決了車架在扭轉(zhuǎn)工況下強(qiáng)度不足的問(wèn)題,并有效降低了車架的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：房車車架 有限元 靜力學(xué)分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.32
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 課題的研究意義8
• 1.2 房車發(fā)展概況及車架有限元分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 房車發(fā)展概況8-9
• 1.2.2 車架有限元分析的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 遺傳算法和響應(yīng)面法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.1 遺傳算法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 響應(yīng)面法的研究現(xiàn)狀11
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容及研究方法11-13
• 第二章 房車車架有限元模型的建立13-24
• 2.1 有限元法分析流程13-15
• 2.2 ANSYS Workbench軟件簡(jiǎn)介15-16
• 2.3 車架有限元模型的建立16-23
• 2.3.1 車架幾何模型的建立16
• 2.3.2 幾何模型的導(dǎo)入及對(duì)模型的處理16-18
• 2.3.3 零部件之間連接方式的處理18
• 2.3.4 定義單元類型和材料屬性18-19
• 2.3.5 網(wǎng)格的劃分和網(wǎng)格質(zhì)量檢查19-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第三章 房車車架靜力學(xué)分析24-39
• 3.1 房車車架靜力學(xué)分析理論基礎(chǔ)24
• 3.2 房車車架靜力學(xué)分析工況的確定24-25
• 3.3 各工況有限元分析及結(jié)果25-38
• 3.3.1 彎曲工況25-29
• 3.3.2 扭轉(zhuǎn)工況29-32
• 3.3.3 制動(dòng)工況32-34
• 3.3.4 轉(zhuǎn)彎工況34-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 房車車架模態(tài)分析39-45
• 4.1 房車車架模態(tài)分析理論基礎(chǔ)39-40
• 4.2 ANSYS Workbench中的模態(tài)分析方法的選擇40-41
• 4.3 房車車架模態(tài)分析及結(jié)果41-44
• 4.3.1 模態(tài)分析的邊界條件41-42
• 4.3.2 模態(tài)分析的計(jì)算結(jié)果42-43
• 4.3.3 車架動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第五章 基于響應(yīng)面法和遺傳算法的房車車架優(yōu)化設(shè)計(jì)45-59
• 5.1 房車車架優(yōu)化問(wèn)題概述和數(shù)學(xué)模型45-47
• 5.1.1 設(shè)計(jì)變量的選取45-47
• 5.1.2 約束條件和目標(biāo)函數(shù)的確定47
• 5.2 房車車架優(yōu)化問(wèn)題在ANSYS Workbench中的實(shí)現(xiàn)47-56
• 5.2.1 Pro/E與ANSYS Workbench的協(xié)同仿真47-49
• 5.2.2 在ANSYS Workbench中模型輸入輸出參數(shù)的設(shè)置49-50
• 5.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)50-52
• 5.2.4 構(gòu)造響應(yīng)面圖形52-55
• 5.2.5 基于多目標(biāo)遺傳算法的優(yōu)化55-56
• 5.3 優(yōu)化后圓整方案的確定及與初始方案的結(jié)果對(duì)比56-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 在讀期間科研和獎(jiǎng)勵(lì)情況64-65
• 致謝65

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張俊;;女車車架結(jié)構(gòu)形式的初探[J];中國(guó)自行車;1989年04期

2 谷敏;;混合車車架工藝點(diǎn)滴[J];中國(guó)自行車;1990年05期

3 陳華新;;車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(二)[J];摩托車技術(shù);1993年05期

4 高思榜;;摩托車車架結(jié)構(gòu)的分析與優(yōu)化研究[J];科技致富向?qū)?2013年17期

5 桑t熑，

本文編號(hào)：543222