本文關(guān)鍵詞：輕型載貨汽車車架總成結(jié)構(gòu)的分析與優(yōu)化

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【摘要】：輕型載貨汽車屬于貨車的一個重要的細(xì)分領(lǐng)域,其需求將長期保持在一個比較穩(wěn)定的水平。車架總成作為輕型載貨汽車的關(guān)鍵部件,對車輛的制造成本和使用成本影響較大。隨著整車要求的提高,需要對現(xiàn)車架總成作進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減小質(zhì)量,降低成本。主要研究內(nèi)容為:(1)簡述了輕型載貨汽車車架總成的結(jié)構(gòu)和工作特點,分別對車架總成進(jìn)行了線性靜力分析,包括滿載彎曲工況、滿載扭曲工況、緊急制動工況和緊急轉(zhuǎn)彎四種工況,及疲勞受力分析和模態(tài)分析,并對工況條件進(jìn)行了適當(dāng)簡化,以滿足有限元計算的基本要求。(2)確立了車架零部件建模簡化原則,使用Solid Works軟件建立了車架零部件和裝配總成的三維實體模型。利用ANSYS Workbench軟件,建立了車架總成有限元模型,首先,對車架總成的進(jìn)行了線性靜力分析,得到了滿載彎曲工況、滿載扭曲工況、緊急制動工況和緊急轉(zhuǎn)彎四種工況下的最大變形量、最大變形量位置、最大應(yīng)力、最大應(yīng)力點;然后,進(jìn)行標(biāo)載疲勞工況分析,計算出了車架總成的壽命以及等效交變應(yīng)力。現(xiàn)有輕型載貨汽車車架總成的線性靜力分析、疲勞分析均符合要求。最后,進(jìn)行了模態(tài)分析,得出了車架總成的三階模態(tài)云圖,為整車振動控制提供了依據(jù)。(3)對輕型載貨汽車車架總成進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化分析,確定出了輕量化設(shè)計的車架位置,對整車裝配以及車廂裝配的車架總成設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化,并對優(yōu)化后車架總成分別進(jìn)行線性靜力分析、疲勞分析以及模態(tài)分析。優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成的線性靜力分析、疲勞分析均符合要求。經(jīng)過優(yōu)化,車架自重減重5%;線性靜力分析中,最大應(yīng)力降低20.5%,最大變形量降低38%;疲勞分析中,等效交變應(yīng)力降低52%。本論文的研究工作對企業(yè)載貨汽車的車架總成輕量化設(shè)計以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面提供了重要的參考意義,為后續(xù)工作的開展奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：輕型載貨汽車 車架 有限元分析 拓?fù)鋬?yōu)化 輕量化 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 第2章 輕型載貨汽車車架總成的結(jié)構(gòu)及受力特點分析15-18
• 2.1 輕型載貨汽車車架總成的結(jié)構(gòu)和工作特點15-16
• 2.2 輕型載貨汽車車架總成的線性靜力受力分析16-17
• 2.3 輕型載貨汽車車架總成的疲勞受力分析17
• 2.4 輕型載貨汽車車架總成的線性模態(tài)分析17
• 2.5 本章小結(jié)17-18
• 第3章 輕型載貨汽車車架總成的有限元模型建立及分析18-38
• 3.1 建模軟件Solid Works和有限元分析軟件ANSYS簡介18
• 3.2 基于Solid Works的輕型載貨汽車車架總成三維實體模型的建立18-22
• 3.3 基于ANSYS Workbench的輕型載貨汽車車架總成有限元模型的建立22-29
• 3.4 輕型載貨汽車車架總成線性靜力分析29-33
• 3.4.1 滿載彎曲工況結(jié)果計算29-30
• 3.4.2 滿載扭曲工況結(jié)果計算30-31
• 3.4.3 緊急制動工況結(jié)果計算31-32
• 3.4.4 緊急轉(zhuǎn)彎工況結(jié)果計算32-33
• 3.5 輕型載貨汽車車架總成疲勞分析33
• 3.5.1 疲勞壽命分析結(jié)果計算33
• 3.5.2 等效交變應(yīng)力分析結(jié)果計算33
• 3.6 輕型載貨汽車車架總成模態(tài)分析33-35
• 3.6.1 第一階模態(tài)分析結(jié)果計算33-34
• 3.6.2 第二階模態(tài)分析結(jié)果計算34
• 3.6.3 第三階模態(tài)分析結(jié)果計算34-35
• 3.7 計算結(jié)果匯總35-37
• 3.8 本章小結(jié)37-38
• 第4章 輕型載貨汽車車架總成的優(yōu)化設(shè)計及分析38-53
• 4.1 概述38
• 4.2 拓?fù)浞治雠c優(yōu)化38-40
• 4.2.1 各工況負(fù)載及邊界條件設(shè)置39
• 4.2.2 拓?fù)鋬?yōu)化分析39
• 4.2.3 拓?fù)鋬?yōu)化分析結(jié)果39-40
• 4.3 輕型載貨汽車車架總成優(yōu)化設(shè)計方案40-41
• 4.4 優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成三維實體模型的建立41-42
• 4.4.1 建立優(yōu)化后三維實體模型41
• 4.4.2 優(yōu)化前后重量對比41-42
• 4.5 優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成有限元模型的建立42-43
• 4.6 優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成線性靜力分析43-48
• 4.6.1 滿載彎曲工況結(jié)果計算43-44
• 4.6.2 滿載扭曲工況結(jié)果計算44-45
• 4.6.3 緊急制動工況結(jié)果計算45-46
• 4.6.4 緊急轉(zhuǎn)彎工況結(jié)果計算46-47
• 4.6.5 優(yōu)化前后線性靜力分析數(shù)據(jù)對比47-48
• 4.7 優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成疲勞分析48-50
• 4.7.1 疲勞壽命分析結(jié)果計算48
• 4.7.2 等效交變應(yīng)力分析結(jié)果計算48-49
• 4.7.3 優(yōu)化前后疲勞分析數(shù)據(jù)對比49-50
• 4.8 優(yōu)化后輕型載貨汽車車架總成模態(tài)分析50-52
• 4.8.1 第一階模態(tài)分析結(jié)果計算50
• 4.8.2 第二階模態(tài)分析結(jié)果計算50
• 4.8.3 第三階模態(tài)分析結(jié)果計算50-51
• 4.8.4 優(yōu)化前后模態(tài)分析數(shù)據(jù)對比51-52
• 4.9 本章小結(jié)52-53
• 第5章 結(jié)論與展望53-54
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57

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本文編號：570967