文档介绍：提供各专业全套毕业设计
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名
院系
汽车与交通工程院
专业、班级
车辆工程07—1
指导教师姓名
职称
实验师
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是否
题目名称
基于Pro/E及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计与静力学分析
一、课题研究现状、选题目的和意义
1、车架有限元法国内外研究现状
现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架,车架是整个汽车的基体。汽车绝大多数部件和总成都是通过车架固定其位置的,如:发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货厢和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件,并承受来自车内外的各种载荷。
在有限元法对汽车车架结构的分析中,早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是令人满意的,但由于梁单元本身的缺陷,例如梁单元不能很好地描述结构较为复杂的车架结构,不能很好地反映车架横梁与纵梁头区域的应力分布,而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形,因此梁单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限,基本上可以作为一种完全的强度预测手段。近十年来,由于计算机软件与硬件的飞速发展,板壳单元逐渐被应用到汽车车架结构分析中,使分析精度大为提高,由过去的定性分析或半定量的分析过渡到定量阶段。随着计算机软件、硬件技术的发展,特别是微机性能的大幅提高和普及,在微机上进行有限元分析已不再是很难的事,同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。
在国外,从60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计算。而我国大约是在70年代末才把有限元法应用于车架结构强度设计分析中。
国外大型汽车公司经过近百年的汽车设计制造,在车架设计方面积累了丰富的试验数据和理论分析经验,形成了实用的结构设计数据库、设计改正记录和设计规范。目前应用于车架开发上比较成熟的方面主要有:刚度、强度分析(应用于整车、大小总成与零部件分析以实现轻量化设计),NVH分析(各种振动、噪声,包括摩擦噪声、风噪声等)、机构运动分析等;建立在分析和实验基础上的各种优化方法为车架设计提供了多种实用的选择方案,使车架设计从经验设计到优化设计跨出了一大步。在关于优化算法方面的研究,国外将遗传算法引入到结构形状优化算法中并获得良好的效果。总的看来,国外轻量化研究主要有以下几个方面:(1)提出先进的设计理念,发展先进的制造工艺并通过尺寸参数优化而得到新的轻量化结构;(2)将拓扑优化和形状优化引入到结构轻量化过程中;(3)提出新的现代优化方法,并进入到结构轻量化中;(4)利用硬件优势,大量考虑动态过程中的各种约束,对尺寸参数进行优化而得到轻量化结构。
在国内,高等院校对基于结构优化的车辆轻量化研究发展也很多,但由于没有完备的结构设计数据库和设计规范,有时只能按解剖进口车结构来进行参照性设计。具体在车架结构分析方面,车架的刚度分析对结构分析的重要性近些年已受到广泛的重视。从分析类型上看,仍以车架结构静态分析为主。虚拟试验场整车分析正在着手研究,此外还有焊装模拟分析、喷涂模拟分析等。其中,车架刚度、强度分析,碰撞模拟分析,空气动力特性分析。金属板件拉延成形特性分析等已步入实用化阶段,为车架的全面优化设计奠定了基础。
国内目前的轻量化研究主要集中在汽车一般零部件、底盘车架结构等的改形设