文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于有限元的客车车身及部件结构与优化设计
姓名:梁冠
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:陈云飞
20080501
基于有限元的客车车身及部件结构与优化设计摘要研究生:梁冠导师:陈云飞教授东南大学机械工程学院计算机辅助工程且恢盅杆俜⒄沟男畔⒓际酰鞘迪种卮蠊こ毯凸ひ挡返募扑分析、模拟仿真与优化设计的工程软件,是支持工程科学家进行创新研究和工程师进行创新设计的最重要的工具和手段。利用治觯啥运杓频牟方懈髦志蔡L蔡确析,在虚拟环境下,预测产品的性能,获得产品的最优化化设计方案。本文以某轻型客车车身为研究对象,系统地研究了整体车身结构动态优化设计的理论与技术问题。完成了从详细有限元建模、静动特性分析、车身结构优化设计。其主要内容包括:瞪淼亩ρЫ根据车身总成分及零件装配关系建立了车身三维实体模型。基于零部件及分总成的模态试验结果,对有限元总成装配模型建模精度较高的单层板结构、环形截面梁单元和节点耦合三种方式进行比较。以精度较高的单层板结构来模拟点焊结构,以节点耦合来模拟螺栓联接结构。ü愿媚P徒芯蔡湍L治觯罢艺涤αΨ植嫉墓媛桑延α械奈O点位置与跑车试验结果进行对比。肅软件疎对车门进行三维建模和模型的简化,并通过格式导入型窕郑焕肏与涌冢猿得沤静力学分析,针对车门的不同工况,计算车门刚度和强度较大和较小的位置:通过动力学分析得到车门的振动固有频率和振型,给汽车车门的设计提供一定的参考作用。疚牡挠呕杓撇糠郑得髁顺瞪斫峁褂呕杓频脑砗头椒āMü槊舳确治觯出了对车身刚度影响较大的设计变量及排列顺序,为结构优化提供了正确的方向。关键词:有限元客车车身模型静态动态车门优化摘和要
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研究生签名:—坦日期:研究生虢埋纽新躲仝蜇:。东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。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过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
第一章绪论课题的提出计算机辅助设计技术及有限元分析方法本章主要综述了课题的来源,目的和意义,国内外研究现状及本文所做的主要工作。众所周知,我国的汽车工业发展较晚,与世界上发达国家如美国、日本、德国等国还有很大的差距。因此,作为国民经济支柱产业的汽车工业面临着严峻的挑战。如何借鉴他们的成功经验,结合自己的实际,积极发展我们的民族汽车工业,则是我们面临的关键问题。针对这样严峻的形势,国内不少汽车制造厂纷纷与国外著名汽车公司组建合资企业,选择并引进生产国外一些成熟的车型。这无疑对提高竞争力、满足国内的需求、借鉴吸收国外汽车设计的方法、尽快缩短与国外先进工业的差距起到了积极的作用。但这只是一般的技术合作,已经暴露出许多严重的问题。大多数厂家由于对方的技术保守,先进技术的引进遇到了困难,只是照图生产和装配,产品的质量问题无法独立解决,只能依靠国外技术。比如某厂生产的某种车型,在国内路况较差时出现车身局部开裂问题,虽然采取了一些改进措施,但由于没有形成自己的设计理论与方法,没有找到解决问题的有效途径,更谈不上开发新产品。因此,汽车工业,作为一个复杂而庞大的工业体系,我们必须从最基础的研究入手,全面吸收国外先进设计方法,尽快建立自己的设计体系,否则,我们的汽车工业必须沦为国外汽车工业的附庸。车身是汽车的重要组成部分,它不仅要求外在曲线流畅和色彩和谐,更重要的是有合理的结构、强度和寿命。所以,车身结构的设计与改进在汽车的设计中占有非常重要的地位。以前,我国的汽车车身设计与开发采用的方法是:经验,类比和静态的设计方法。这种方法需要人们长期的生产实践和技术积累,是依靠设计人员的经验进行设计的。这一方法,往往是“头痛医头,脚痛医脚。”例如,当车身上某一部位容易开裂时,就在这一部位加焊加强板,这样往往使车身结构和刚度更趋不匹配,从而加剧结构的破坏。而所设计的车身又需要通过大量的实验和运行结果来验证,这就需要在消耗大量的人力、物力和财力的同时,又延长了新车的开发周期,且新车开发质量很难提高。而现在世界上各大汽车公司都采用一种建模、静