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某重型车辆橡胶悬架有限元分析及结构优化
| 论文题名： | 某重型车辆橡胶悬架有限元分析及结构优化 |
| 关键词： | 重型车辆;橡胶悬架;非线性变刚度;结构拓扑优化;有限元分析 |
| 摘要： | 随着我国重型汽车工业的飞速发展,影响车辆行驶平顺性和操纵稳定性的悬架系统的重要性日益凸显。为了获得良好的减振效果,新型的悬架系统不断被应用到重型车辆上,其中橡胶悬架由于其拥有自重轻、免维护、性能优越等一系列特点而受到越来越多的重视。本文运用有限元方法和结构拓扑优化理论,对某公司开发的重型车辆橡胶悬架进行有限元分析和结构优化设计。 本文首先利用UG软件建立了橡胶悬架的三维实体模型,将均衡梁和连通轴支架等结构件导入HyperMesh中建立有限元分析模型,然后基于四种典型工况对其进行静态结构分析,分析结果表明结构大部分区域应力值满足其强度要求,转弯和扭转工况下最大应力值偏大,出现在均衡梁端部和连通轴支架位置。 运用基于橡胶硬度值确定Mooney-Rivlin本构模型参数的方法,通过测得的辅助弹簧硬度值计算得到三组不同的材料参数,在ABAQUS中利用不同的参数对辅助弹簧进行非线性有限元分析,将有限元计算结果与辅助弹簧刚度特性试验数据对比,确定了最为吻合试验曲线的橡胶材料参数,从而建立了较为精确的橡胶悬架主、副弹簧整体非线性有限元分析模型,研究橡胶悬架的非线性变刚度特性。 将连通轴支架作为设计空间,通过橡胶悬架弯曲工况下的单工况拓扑优化设计,选择了合适的优化参数,然后基于折衷规划理论的多目标拓扑优化设计方法,对橡胶悬架进行四种工况下的多目标拓扑优化分析,提取优化结果并对新模型进行有限元计算,分析结果表明支架结构重量减轻,扭转和转弯工况下最大应力值有所下降。 |
| 作者： | 李季 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 钱立军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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