本文關鍵詞：重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 車架是汽車上重要的承載部件,車輛所受到的各種載荷最終都傳遞給車架,因此,車架結構性能的好壞直接關系到整車設計的成敗。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展,對汽車的性能要求越來越高,這使得傳統(tǒng)的設計計算方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代汽車設計的要求。電子計算機的出現(xiàn)以及有限元法的飛速發(fā)展為車架的結構性能的計算分析帶來了新的革命。通過有限元法對車架結構進行性能分析,在設計時考慮車架結構的優(yōu)化,對提高整車的各種性能,降低設計與制造成本,增強市場競爭力等都具有十分重要的意義。 本文對車架及其載荷進行了適當簡化,在有限元軟件Hypermesh中建立了車架的有限元模型,導入有限元分析軟件Nastran中,對車架在扭轉(zhuǎn)、彎曲兩種工況,施加相應的邊界條件和載荷條件,進行了靜態(tài)響應分析,找出了車架結構中的薄弱部位,并對該車架進行了靜、動態(tài)電測試驗,為有限元分析提供實踐依據(jù),并驗證有限元模型的精確性。計算了車架在自由狀態(tài)下的前十階模態(tài)特性,獲得了車架自由狀態(tài)下的固有頻率,并對其振動特性進行分析。 在車架模態(tài)的基礎上,考慮到車架結構件板厚對其低階模態(tài)頻率的影響時對主要部件的板厚進行了頻率靈敏度分析,以確定各部件板厚對車架低階頻率的影響大小。從而為后面的優(yōu)化設計中設計變量參數(shù)的選取提供理論依據(jù)。 在靈敏度分析的基礎上,提取對低階模態(tài)頻率影響較大的部件進行了優(yōu)化分析。以板厚為設計變量,在優(yōu)化設計中可根據(jù)不同的優(yōu)化目的確定不同的目標函數(shù)。在了解相關研究的情況下,文中主要考慮車架的輕量化問題和低階模態(tài)頻率的提高兩方面的優(yōu)化問題。 該課題研究較為系統(tǒng)的完成了車架的動態(tài)分析,所建立的“模態(tài)分析-靈敏度分析-優(yōu)化分析”過程能應用于其它車型的相關研究,為其它相關研究積累了一定的可借鑒的經(jīng)驗。該課題對車架結構的進一步優(yōu)化具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：重型載貨汽車車架 有限元法 HyperMesh Nastran 靜力分析 動力分析 靈敏度分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：U463.32~1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 致謝8-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 引言14
• 1.2 研究背景14-15
• 1.3 研究目的和意義15
• 1.4 有限元法在國內(nèi)外汽車分析方面的應用和發(fā)展概況15-17
• 1.4.1 有限元法在國內(nèi)汽車分析中的應用16
• 1.4.2 有限元法在國外汽車分析中的應用16-17
• 1.5 研究內(nèi)容17-19
• 第二章 基于板殼單元的車架結構有限元建模19-34
• 2.1 車架的結構設計19-21
• 2.1.1 車架的結構形式19
• 2.1.2 車架縱梁、橫梁及其聯(lián)接19-21
• 2.1.3 車架制造工藝及材料21
• 2.2 有限單元法基本理論21-25
• 2.2.1 線彈性體靜力學問題22-23
• 2.2.2 求解的收斂條件23-24
• 2.2.3 單元分析及整體方程求解24-25
• 2.3 重型載貨汽車車架有限元模型的建立25-33
• 2.3.1 坐標系的確定26
• 2.3.2 重型載貨汽車車架有限元建模時應遵循的原則26
• 2.3.3 有限元軟件及單元的選擇26-29
• 2.3.4 懸架的模擬29-31
• 2.3.5 連接的模擬31-32
• 2.3.6 車架整體有限元模型的建立32-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第三章 車架的靜態(tài)響應分析34-41
• 3.1 概述34
• 3.2 靜力分析的基礎34-35
• 3.3 靜態(tài)工況分析35-40
• 3.3.1 車架基本載荷的確定36-37
• 3.3.2 滿載彎曲工況37-38
• 3.3.3 滿載扭轉(zhuǎn)工況38-40
• 3.3.4 車架強度校核40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 車架靜動態(tài)電測試驗41-53
• 4.1 車輛強度試驗方法簡介41-44
• 4.1.1 機械量電測技術41
• 4.1.2 電阻應變片的結構和性能41-42
• 4.1.3 應變片的技術參數(shù)42
• 4.1.4 測量電橋特性42-44
• 4.2 重型載貨汽車車架強度靜動態(tài)試驗44-52
• 4.2.1 試驗目的及要求44
• 4.2.2 使用儀器及試驗方案44-47
• 4.2.3 測試內(nèi)容47-48
• 4.2.4 測試結果分析48-52
• 4.3 本章小結52-53
• 第五章 車架模態(tài)分析53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 模態(tài)分析的基本理論53-55
• 5.3 車架模態(tài)分析55-58
• 5.3.1 車架有限元模態(tài)分析模型55
• 5.3.2 車架有限元模態(tài)分析分結果及分析55-58
• 5.4 本章小結58-59
• 第六章 優(yōu)化分析59-74
• 6.1 靈敏度分析的意義59-60
• 6.2 靈敏度計算模型的建立60-62
• 6.3 優(yōu)化設計的概念及其在OPTISTRUCT 中的實現(xiàn)62-64
• 6.4 優(yōu)化設計模型的建立64-66
• 6.4.1 目標函數(shù)64-65
• 6.4.2 約束條件65
• 6.4.3 設計變量65-66
• 6.4.4 約束問題極小化方法66
• 6.5 靈敏度計算結果分析66-69
• 6.6 優(yōu)化設計計算結果分析69-72
• 6.6.1 車架輕量化的優(yōu)化分析69-71
• 6.6.2 提高低階模態(tài)頻率的優(yōu)化分析71-72
• 6.7 本章小結72-74
• 第七章 結論與展望74-76
• 7.1 結論74
• 7.2 展望74-76
• 參考文獻76-79
• 碩士期間參與的科研項目79
• 碩士期間發(fā)表的論文79-80

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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10 趙震;重型自卸車車架的有限元分析及優(yōu)化[D];太原理工大學;2012年

  本文關鍵詞：重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327517