文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
应力约束下半挂车车架的拓扑优化设计
姓名:刘学静
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:王健
20061101
摘要半挂车是公路货物运输的主要工具之一,承载量大、车架强度要求高、结构笨重是其主要特点,其后果是制造成本高,牵引车燃油经济性差。所以,对其进行轻量化设计非常重要。轻量化设计的主要途径之一是结构优化设计,而结构拓扑优化设计可以在设计初期为设计者提供合理的概念设计,对减轻结构重量效益更大,因此,本文采用结构拓扑优化的方法对半挂车车架进行优化设计。本文的创新点有两个:一是考虑了车厢底板对车架结构布局的影响;二是考虑到车架纵梁受轮距的限制,其位置基本固定,不能随意布置。建立的基结构既有需要优化出横梁、侧悬梁布局的拓扑优化薄板,又有不参与结构拓扑优化的车厢底板、车架纵粱,而这两部分相互耦合,使模型更加复杂,增加了求解难度。针对上述问题,本文建立了应力约束下半挂车车架的拓扑优化模型,提出了简化策略和求解策略,优化过程中以拓扑优化薄板的厚度为设计变量,以该板的体积最小为优化目标,确定车架横梁和侧悬梁本文根据优化方法和求解策略,使用问杓朴镅员嘈椿峁褂邢拊7析程序,语言编写优化程序,镅员嘈椿嫱汲绦颍0牍页档纳杓铺峁┝艘条新的思路。最后以某型半挂车为例,对其弯曲工况和扭转工况下的横梁和侧悬梁布局图进行了设计,优化结果表明该方法是合理的。关键词:半挂车;车架;结构拓扑优化;应力约束的最优布局。大连理工大学硕士学位论文
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笸鹾丝趔:幺:独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名:日期:
导师签名:三二丛塞隧聋大连理工大学学位论文版权使用授权书规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
髀引言选题背景汽车在世界经济领域和人们实际生活中的地位毋庸置疑。舒适、安全、低成本、节能与低污染,环保与智能化是其发展的必然方向。随着社会文明程度的提高和不可再生资源的日益紧张,最大限度地减少材料的用量和尾气污染控制,是汽车行业面临的极为重要的挑战。减轻车重可以通过改进汽车结构或采用轻量化材料来实现。汽车结构的改进可以采用优化方法,结构优化分三个层次:结构尺寸优化、形状优化和拓扑优化。尺寸优化和形状优化方面的研究和成果很多,并广泛的应用于汽车车身及其零部件的设计中;而结构拓扑优化的研究被认为最具有挑战性,该方法可以为工程师提供结构的概念没计,并且由结构拓扑的改进导致的经济效益十分可观。因此,本文采用拓扑优化方法设计半挂车车架的结构。据交通部门的统计公报,年底,全社会完成公路货运量亿吨,⒒跷镏茏A吭谧酆显耸涮逑抵兴急戎胤直鹞和.%;剩余部分则是铁路、航空、水路运输业这三类行业的所占比例。而年月份,,⌒枨笙蚬吩耸淞煊虻慕徊角阈庇胱R埔丫晌2豢赡孀5公路运输占%,⒄埂6谡个国内运输行业里,中型载货车、敞篷式普通货车的比例太大,货运量大现爻,但周转量非常小,而且目前专用运输车的比例更是明显偏小,不到%。此外,为增加一次运载量,提高运输效率,欧洲地区已开始试用一车两挂的汽车列车。在澳大利亚,公路车流密度较低,已普遍使用一车三挂的汽车列车;而国内部分大型港口码头缣津、上海、深圳等怀刀喙业脑耸浞绞皆缇驮诖蠓段У赜τ米拧T诠诠吩耸湫幸发展的将来,一车多挂这种高效的运输方式绝对不仅只是港口码头的专利,⒄,公路货运量、。就运输途径和形式来讲,当前世界各国均以公路运输为主。据有关资料介绍,美国大连理工大学硕士学位论文
型汽车运输公司、货场、车站乃至个体运输的主要模式。与“单体式”汽车相比,半挂车更能够提高公路运输的综合经济效益。运输效率可提高~%,成本降低~%,油