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基于ANSYS Workbench的某车架有限元分析及轻量化研究
| 论文题名： | 基于ANSYS Workbench的某车架有限元分析及轻量化研究 |
| 关键词： | 汽车车架;轻量化设计;有限元分析;力学性能 |
| 摘要： | 车架是汽车的主要承载结构，在行驶过程中受力复杂，其强度、刚度和动态特性关乎着整车的安全性和舒适性，对整车性能的优劣有着至关重要的影响。传统的车架设计多是基于理论和经验，过程复杂，周期长，且难于开发新型车型，这与现代汽车制造技术的要求是不匹配的。随着国家智能制造和节能减排的提出，计算机辅助设计及轻量化设计的广泛应用，工程师在设计初期和进行试验测试之前，运用有限元技术对车架结构进行分析，了解设计的缺陷和优化的空间，对于现代车架结构的设计和优化具有重大意义。本文以某卡车的车架结构作为研究对象，深入探讨了该车架的静、动态性能，为车架的结构参数优化设计提供参考，为车架结构轻量化设计提供依据。 本文采用ANSYS Workbench软件，建立了该车架的有限元模型，对其进行了静力学的分析，并分别在满载弯曲、满载弯扭、紧急制动、紧急转弯等4种典型工况下，得到了该车架结构的应力和变形分布，对车架的强度和刚度进行了校核，确定了该车架结构的薄弱部位和优化空间之后，对该车架结构进行了模态和随机振动分析，得到了该结构的固有频率和振型，并结合路面不平度空间功率谱密度，得到了该结构在路面随机激励下的强度和刚度状态；最后，基于静力学分析的结果，采用响应曲面优化法，以车架厚度为优化变量，以车架最大应力和最大变形为状态变量，以车架重量最轻为目标函数，建立了车架优化设计模型，最终实现了该卡车车架的轻量化和参数化设计。 |
| 作者： | 赵艳梅 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 郑艳萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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