重型載貨汽車長期處于滿載甚至超載運行中,工作條件惡劣,路況復(fù)雜多變,使得受力最為復(fù)雜的車架很容發(fā)生疲勞破壞,而車架作為重型汽車的關(guān)鍵零部件,其疲勞壽命性能的優(yōu)劣將直接影響汽車的品質(zhì)和安全性。因此,研究車架的疲勞壽命顯得很有必要。本文以某重型汽車的車架為研究對象,基于變密度法拓?fù)鋬?yōu)化理論,對車架進行多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。同時,對該車架進行抗疲勞輕量化研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）建立了車架拓?fù)鋬?yōu)化模型,根據(jù)重型汽車的配件質(zhì)量以及滿載質(zhì)量來確定車架的受力情況,分析了車架在四種典型工況下的約束情況。本文采用折衷規(guī)劃法把多工況剛度和低階頻率的多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題,通過層次分析法計算出了各個子目標(biāo)的權(quán)重系數(shù),基于變密度法以靜態(tài)多工況下柔度最小和多階低階固有頻率最大為目標(biāo),對車架進行多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化。（2）根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果以及參考同類型汽車車架的結(jié)構(gòu),建立了車架幾何模型和有限元模型。對車架在四種典型工況,即彎曲工況、扭轉(zhuǎn)工況、緊急制動工況和緊急轉(zhuǎn)彎工況下的靜態(tài)響應(yīng)進行了分析,得到了車架的應(yīng)力分布和變形,并進行了強度校核�；谀B(tài)理論對車架進行模態(tài)分析,并提取前十階模態(tài)頻率以及振型。（3）... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景和意義
    1.2 拓?fù)鋬?yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 疲勞壽命研究概況
    1.4 抗疲勞輕量化研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 車架多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化研究
    2.1 建立車架拓?fù)鋬?yōu)化模型
        2.1.1 建立車架拓?fù)鋬?yōu)化幾何模型
        2.1.2 劃分拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計空間
        2.1.3 定義材料和屬性
        2.1.4 確定載荷邊界條件
        2.1.5 選取工況和約束條件
    2.2 建立拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 單工況剛度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 低階動態(tài)固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型
    2.3 單工況下車架剛度拓?fù)鋬?yōu)化
        2.3.1 彎曲工況拓?fù)鋬?yōu)化
        2.3.2 扭轉(zhuǎn)工況一拓?fù)鋬?yōu)化
        2.3.3 扭轉(zhuǎn)工況二拓?fù)鋬?yōu)化
        2.3.4 扭轉(zhuǎn)工況三拓?fù)鋬?yōu)化
    2.4 低階固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化
    2.5 車架多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計
        2.5.1 同時考慮剛度和頻率要求的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計
    2.6 本章小結(jié)
第3章 車架靜動態(tài)性能分析
    3.1 建立車架幾何模型
        3.1.1 確定縱梁結(jié)構(gòu)
        3.1.2 確定橫梁結(jié)構(gòu)
        3.1.3 確定車架縱橫梁的連接方式
    3.2 建立車架有限元模型
        3.2.1 幾何清理
        3.2.2 邊界條件模擬和網(wǎng)格劃分
        3.2.3 施加載荷
    3.3 車架靜態(tài)分析
        3.3.1 彎曲工況分析
        3.3.2 扭轉(zhuǎn)工況分析
        3.3.3 緊急制動工況分析
        3.3.4 緊急轉(zhuǎn)彎工況分析
    3.4 車架模態(tài)分析
        3.4.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)
        3.4.2 車架模態(tài)分析及評價
    3.5 本章小結(jié)
第4章 車架疲勞壽命分析
    4.1 疲勞壽命分析基本理論和方法
        4.1.1 疲勞累積損傷理論
        4.1.2 雨流計數(shù)法
        4.1.3 材料的S-N曲線
        4.1.4 疲勞壽命分析方法的選擇
    4.2 車架動態(tài)外載荷計算
        4.2.1 時域路面激勵仿真
        4.2.2 車架動態(tài)載荷仿真
    4.3 基于名義應(yīng)力法的車架疲勞壽命分析
        4.3.1 車架準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力分析
        4.3.2 車架材料S-N曲線的獲取
        4.3.3 車架疲勞壽命分析結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 車架抗疲勞輕量化設(shè)計
    5.1 實驗設(shè)計與近似模型方法
        5.1.1 拉丁超立方試驗設(shè)計方法
        5.1.2 Kriging法
    5.2 車架抗疲勞輕量化板厚設(shè)計
        5.2.1 確定設(shè)計變量和區(qū)間變量
        5.2.2 建立多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        5.2.3 建立基于Kriging法的車架抗疲勞輕量化板厚設(shè)計模型
        5.2.4 多目標(biāo)遺傳算法（NSGA-II）
        5.2.5 車架抗疲勞輕量化板厚設(shè)計結(jié)果
    5.3 車架抗疲勞輕量化設(shè)計結(jié)果驗證
        5.3.1 車架疲勞壽命分析結(jié)果
        5.3.2 車架靜力學(xué)分析
        5.3.3 車架模態(tài)分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]某農(nóng)用車車架疲勞特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 鄭海騰.廣西科技大學(xué) 2015
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本文編號：3201180