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

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)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(dāng)前國際原油及工業(yè)原材料價格的不斷攀升,對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的極大的負(fù)擔(dān)。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(chǎn)商都在盡可能的情況下減輕車身質(zhì)量。汽車的輕量化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為目前汽車研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。 車架是重型載重汽車的重要部件,支承著發(fā)動機(jī)、離合器、變速器、轉(zhuǎn)向器、駕駛室、和貨箱等所有簧上質(zhì)量的有關(guān)機(jī)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(fù)雜。車架應(yīng)有足夠的彎曲剛度,以使裝在其上的有關(guān)機(jī)構(gòu)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(yīng)有足夠的強(qiáng)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(nèi)不應(yīng)有嚴(yán)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(jī)件的可靠性下降。但車架的扭轉(zhuǎn)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(shè)計出滿足使用要求的輕量化車架成了一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。 有限元法已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車設(shè)計的重要工具之一,與傳統(tǒng)的設(shè)計方法相比,它的優(yōu)勢在于提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、降低產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)制造成本,提高汽車產(chǎn)品在市場上的競爭力。為了促進(jìn)車架設(shè)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(shù)提高到戰(zhàn)略的高度上來。 本文基于ANSYS軟件建立了車架結(jié)構(gòu)的實(shí)體單元模型,對汽車車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力和動力分析的研究。首先,對ANSYS進(jìn)行了簡要的介紹,為車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析做好準(zhǔn)備工作;其次,以某重型載貨汽車車架結(jié)構(gòu)為研究對象,利用ANSYS建立了車架結(jié)構(gòu)有限元的實(shí)體單元模型,對車架建模過程進(jìn)行了研究;再次,對車架結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性進(jìn)行深入研究,對車架進(jìn)行性能分析評價;最后,建立車架結(jié)構(gòu)簡單的梁單元優(yōu)化模型,以車架縱梁截面尺寸作為設(shè)計變量,以車架總體積為設(shè)計目標(biāo),運(yùn)用ANSYS優(yōu)化模塊對車架結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計進(jìn)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(jié)構(gòu)及動力特性的仿真以及輕量化設(shè)計提供了良好的基礎(chǔ)理論及方法,借助于它們對車架結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計研究具有非常重要的工程價值。
【關(guān)鍵詞】：車架 輕量化設(shè)計 有限元法 Ansys軟件 結(jié)構(gòu)分析 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shè)計技術(shù)有利于汽車產(chǎn)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(shè)計技術(shù)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(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題11-15
• 1.3.1 車架結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析簡述11-12
• 1.3.2 車架結(jié)構(gòu)有限元模型的形式12-13
• 1.3.3 車架結(jié)構(gòu)有限元分析類型13-14
• 1.3.4 有限元法在車架結(jié)構(gòu)分析中存在的問題14-15
• 1.4 本文主要的研究內(nèi)容15-16
• 第二章 重型載重汽車車架的設(shè)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(zhuǎn)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(diǎn)和特性24-25
• 3.1.1 有限元法的要點(diǎn)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(diǎn)35-36
• 第四章 車架結(jié)構(gòu)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(biāo)系的確定36
• 4.1.2 運(yùn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)性能分析41-50
• 5.1 車架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)靜力分析工況及約束處理42-43
• 5.1.3 車架分析及結(jié)果43-45
• 5.1.4 車架結(jié)構(gòu)靜力分析結(jié)果評價45-46
• 5.2 車架結(jié)構(gòu)的動力性能分析46-50
• 5.2.1 結(jié)構(gòu)動力性能分析的方程46
• 5.2.2 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的形成46-47
• 5.2.3 車架的模態(tài)分析結(jié)果47-50
• 第六章 車架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計研究50-70
• 6.1 優(yōu)化設(shè)計理論基礎(chǔ)50-59
• 6.1.1 優(yōu)化設(shè)計概述50-51
• 6.1.2 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型及構(gòu)成要素51-54
• 6.1.3 建立數(shù)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)經(jīng)驗(yàn)57-59
• 6.2 Ansys軟件的優(yōu)化設(shè)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(shè)計數(shù)學(xué)模型建立的原則60-61
• 6.3 車架優(yōu)化設(shè)計模型的建立61-67
• 6.3.1 構(gòu)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(shè)置并運(yùn)行優(yōu)化66-67
• 6.4 優(yōu)化結(jié)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(jié)語70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

【引證文獻(xiàn)】

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(shè)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(shè)計[J];公路與汽運(yùn);2013年02期

中國碩士學(xué)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(qiáng)度分析與優(yōu)化[D];太原理工大學(xué);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(xué);2010年

3 王宏斌;基于CAD/CAE技術(shù)的盤式制動器結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計研究[D];上海交通大學(xué);2012年

4 劉云;拖拉機(jī)駕駛室的有限元分析及優(yōu)化設(shè)計[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

5 顧祥軍;基于有限元法的剪板機(jī)機(jī)架優(yōu)化設(shè)計與分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

6 劉威;某重型載貨汽車車架的設(shè)計分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2011年

7 張阿玲;一種電動汽車車身、車架結(jié)構(gòu)設(shè)計及其性能優(yōu)化[D];中北大學(xué);2012年

8 王其光;翼展車廂有限元分析與輕量化設(shè)計[D];煙臺大學(xué);2007年

9 張宏濤;兩級扭桿彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計與有限元分析[D];南京航空航天大學(xué);2007年

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

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

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本文編號：389968