簾布車車架有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和交通運(yùn)輸體系的全面建立,汽車工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。汽車車架作為整個車輛的核心總成,承受著來自道路和裝載等各種復(fù)雜載荷的作用,特別是重型載重汽車的使用條件十分惡劣,受力狀況非常復(fù)雜,為此,車架應(yīng)該有足夠的彎曲剛度,以便使汽車在行駛過程中,確保安裝在車架上的相關(guān)機(jī)構(gòu)之間的相對位置保持不變;其次,為保證車架有足夠的可靠性和使用壽命,車架還應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度。
　　 本文以某汽車公司引進(jìn)的重型載重汽車簾布車為研究對象

2、,應(yīng)用有限元技術(shù)和現(xiàn)代優(yōu)化方法對車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化,以達(dá)到改進(jìn)結(jié)構(gòu)、降低自重的目的。
　　 本文通過有限元方法對半掛車車架進(jìn)行不同工況下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的分析。首先利用CATIA軟件建立了車架結(jié)構(gòu)的三維幾何模型,并對車架及其載荷進(jìn)行了適當(dāng)簡化;其次,在有限元軟件Hypermesh中建立了車架的有限元模型,并導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS,在此基礎(chǔ)上施加相應(yīng)的邊界條件和載荷條件,分別計(jì)算出該車架在滿載彎曲工況、滿載扭轉(zhuǎn)工況、緊急制

3、動工況和緊急轉(zhuǎn)彎四種工況下的靜態(tài)強(qiáng)度結(jié)果,并研究了該車架在四種典型工況下的靜強(qiáng)度分析和剛度分析,分析結(jié)果表明,該車架的應(yīng)力值小于材料的強(qiáng)度極限,滿足設(shè)計(jì)的要求,但是應(yīng)力分布不均勻,材料利用率不高,所以經(jīng)濟(jì)性比較差;其次,為了克服靜態(tài)方法的局限性,強(qiáng)調(diào)從結(jié)構(gòu)的整體考慮問題,本文還進(jìn)行了車架的模態(tài)分析,計(jì)算出該車架結(jié)構(gòu)的固有頻率和相應(yīng)的模態(tài)振型,并通過固有頻率與振型從整體上考慮車架的局部強(qiáng)度問題;最后,在基于對車架結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)性能分析與研

4、究的基礎(chǔ)上,運(yùn)用ANSYS軟件優(yōu)化模塊,以該車架縱梁和橫梁的截面尺寸為設(shè)計(jì)變量,以車架的總體積為目標(biāo)函數(shù),建立車架結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型,對該車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并得到了車架各構(gòu)件的最優(yōu)化尺寸,進(jìn)而減輕了車架的重量,降低了車架的制造成本并節(jié)約了原材料。
　　 研究結(jié)果表明,可以通過有限元法和ANSYS軟件為車架結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性以及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供較好的基礎(chǔ)理論及方法,為研究整車疲勞、振動和噪聲等問題奠定了基礎(chǔ),并可對廠家的生產(chǎn)實(shí)踐具有指導(dǎo)意