文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
轻型载货汽车车架有限元分析与优化
姓名：叶勤
申请学位级别：硕士
专业：车辆工程
指导教师：邓亚东
20071101
摘要车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对首先，本文采用四节点壳单元和少部分的三角形单元对车架进行离散建立有限元模型。在忠实于结构主要力学特性的前提下，对车架结构进行必要的简化。建立有限元模型时考虑了若干问题，比如：结构简化的处理，单元的选取，单元数量的控制，单元质量的检查，网格的布局，还有连接方式的模拟。同时，文中也研究了影响有限元分析结果的各种因数，如单元大小、单元厚度、部件连接的模拟方法等。对车架有限元模型进行了刚度强度分析、模态分析，找出了车架结构中需要改进的部位，并对车架进行了静、动态性能评价。文中阐述了优化设计的基本概念、基本方法以及建立优化模型的基本原则。建立了车架结构在扭转工况下的壳单元优化模型，以最大位移和最大应力为约束条件，以车架的总质量最小为优化目标对车架进行优化设计，分析了优化结果，并提出了改进方案。车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。本文运用有限元方法对某货车车架进行强度、刚度分析，并根据分析结果，进行优化设计，提出了改进意见。关键词：车架有限元分析呕杓
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签名：擗日期：姒独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明，所呈交的论文是本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。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或部Ｃ艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
第滦髀课题背景课题研究的意义和目的车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩‘。工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其各部分的应力状态进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，使车架设计从经验设计进对于载货汽车来说，增大车辆承载能力，实现结构轻量化，提高车辆的使用寿命，是载货车辆设计的首要任务。车架作为整个车辆的核心总成，其结构性能承担安装在其上面的部件和运载货物的载荷，而且还要承受行驶时路面不平带来的随机激励，以及动力传动系扭转振动的影响，这给车架的结构分析带来很大的早在五六十年代，车架刚强度设计是经验设计方法，即利用材料力学、结构力学和弹性力学的经验公式对简化的车架结构进行分析设计【俊Ｕ庵指葑楹狭的刚强度理论来实现的方法简单易行但是对结构做了大量的简化。因此不可避免然的趋势，主要体现在：擞糜邢拊7ǘ猿醪缴杓频某导芙懈ㄖ治鼋ù蟠筇岣叱导芸7ⅰ⑸统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力及变形情况，有限元法能够很好入到科学设计阶段。对车辆的整体性能有着很大的影响。车架是一种复杂的超静定结构。车架不仅要困难。的会造成车架各部分强度不合理的现象，达不到优化设计的目的。随着现代汽车设计要求的日益提高，将有限元法运用于车架设计已经成为必计、分析和制造的效能和车架的性能。导茉诟髦衷睾勺饔孟拢ǚ⑸淝⑵呐ぷ:驼迮ぷ5缺湫巍４的解决这一问题。糜邢拊7ń薪峁鼓Ｌ治觯梢缘玫匠导芙峁沟亩匦浴４由计上避免车架出现共振的现象。武汉理丁大学硕士学位论文
国内外有限元分析的历史与现状ü猿导芙峁沟挠呕杓疲梢越徊浇档统导艿闹亓浚诒Ｖこ导综上所述，有限元法已经成为现代汽车设计的重要工具之一，在汽车产品更品的质量、降低产品开发与生产制造成本，提高汽车产品在市场上的竞争能力具在国外，从年代起就开始运用有限元法进行汽车车架结构强度和刚度的对车架结构进行了静强度有限元分析，减轻了车架的自重，是最早进行车架轻量化的分析。当前，国外各大汽车公司利用有限元软件进行车架结构静态分析、模态分析的技术已非常成熟，其工作重心已转向瞬态响应分析、噪声分析、碰撞分析等领域【俊Ｌ乇鹗撬婊だ煊Ψ治霰甘芮囗饕J且蛭K捎美唇谐盗的强度、刚度、振动舒适性和噪声等方面的分析：国外将有限元