文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
基于拓扑优化和高强钢应用的雷达车车架轻量化设计研究
姓名:佘高翔
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:马力
20100401
摘要轻量化的研究现状,总结了车辆结构轻量化的发展趋势,比较了国内外研究的差雷达车车架是雷达车的主要承载结构,其自身质量较大。对雷达车车架进行轻量化设计研究可以显著降低雷达车整车质量,对提高雷达系统机动性、提高我军战斗力、降低制造成本、节能环保等都具有重要意义。在全球资源日益紧张、气温日益升高的今天,结构的轻量化设计研究越来越热门,特别是车辆的结构轻量化已越来越重要。本文首先论述了国内外关于结构距和异同点,并通过对国内外研究现状的分析初步提出了雷达车车架的轻量化方法。然后对各种轻量化方法进行了系统论述,并作了比较分析,还对结构优化方法的分类及其数学算法、高强度钢板强度等代设计方法进行了详细研究,经分析决定采用拓扑优化和高强钢板强度等代设计对雷达车车架进行轻量化设计研究;在此基础上通过对雷达车及其车架结构特点的进一步分析,制定出了雷达车架轻量化方案,并对为什么选择这种方案作了仔细论证。在研究对象、研究方法和研究方案都确立的基础上,本文首先对雷达车车架撑腿进行了拓扑优化设计,以撑腿设计区域的相对密度为设计变量,以优化后设计区域剩余体积为约束条件,以整体结构应变能最小为优化目标,建立了车架撑腿拓扑优化设计模型,进行了拓扑优化计算了,并对优化结果进行了有限元分析和可制造化处理,在结构刚度、,接着对横梁进行了拓扑优化设计,采用与撑腿拓扑优化类似的优化设置,建立了车架横梁拓扑优化模型,并进行拓扑优化计算和优化结果的可制造化处理,通过对可制造化处理结果的有限元分析发现横梁的拓扑优化设计取得很好的轻量化效果。最后为进一步降低雷达车车架重量,在强度等代的条件下,本文采用高强度钢板替换原普通钢板的方法,并对替换后各构件的钢板壁厚进行了圆整和有限元分析,分析表明:。经过一系列轻量化手段本文最终使车架重量共下降了郑淝崃炕究的宏观方案、研究工具和具体的操作方法可为企业及研究人员在进行雷达车及相关产品的轻量化时提供参考和借鉴,具有较高的实际应用价值和较好的社会效关键词:雷达车车架,轻量化,拓扑优化,高强钢益。
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:羔:万独创性声明关于论文使用授权的说明究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他本人声明,所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括为获得武汉理工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。研究生签名:本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部内容,可以采用复印、缩印或其它复制手段保存论文。导师
第滦髀问题的提出国内外研究现状某企业设计的雷达车工作环境比较恶劣,在运输工况和架设工况下雷达车车在现代社会,雷达已广泛应用于民用和军用领域。特别是在军用领域,雷达是我军现代化装备的重要组成部分,它需要高度的机动性、灵活性和轻便型,以适应现代化战争的要求。传统的地面固定雷达站已不能满足高机动性的要求,因此很多地面雷达站都做成了车载式雷达,而雷达车是车载式雷达的载体,它的可靠性、机动性、轻便性将直接制约着整个雷达系统的性能。架都需要承受较大载荷。运输工况下,车架不仅要承受雷达天线等部件重量,还要承受来自路面的冲击,特别是雷达车经常要通过路面状况很差的乡村公路,车架所受的冲击更大,因此车架要有足够的强度以保证运输工作的安全性和可靠性:架设工况下,雷达天线升起,车架要承受复杂风载荷的作用,因此车架必须具有足够的刚度以保证雷达天线系统工作平稳,防止发生倾覆。另外,不管是运输工况还是架设工况,车架都需要做到最轻,这样可以降低整车重量,使得整车工作灵活,以提升个雷达系统的机动性。如果运用企业现有的设计手段和方法进行雷达车车架设计,无法保证车架在拥有良好结构性能的同时做到结构最轻,因为该企业的设计理念比较传统,设计方法比较单一,而且自身的设计水平和实力有限。因此,该企业与武汉理工大学汽车学院签订技术协议,要求运用先进的设计方法和设计工具设计雷达车车架,使车架具有较好的结构性能,同时采用尺寸参数优化设计方法对车架进行轻量化设计;在此基础上,为使车架重量迸一步降低,达到更好的轻量化效果,运