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轿车副车架的结构优化及轻量化设计
| 论文题名： | 轿车副车架的结构优化及轻量化设计 |
| 关键词： | 轿车副车架;结构优化;轻量化设计;ANSYS软件 |
| 摘要： | 汽车是现代人们出行的重要交通工具，舒适性和操作稳定性越来越受到人们的重视。副车架作为汽车底盘的重要构件，直接承载发动机的各种动力学载荷。副车架和车身及发动机连接点处都有隔振装置，汽车行驶时发动机的上下振动通过副车架的隔振装置而衰减，从而大大减弱了发动机传递到汽车内部的振动，提高了整车的舒适性。因此，副车架的设计是汽车整体设计中的重要一环。本文以副车架作为研究对象，基于ANSYS软件对副车架进行结构动、静力学分析，通过结构优化方法对副车架进行拓扑修改，使修改后的副车架满足各项性能的同时，实现轻量化。 本文以大众朗逸某款副车架为研究对象，应用APDL语言建立副车架的ANSYS几何参数化模型，并进行网格划分得到有限元模型;在ADAMS软件中建立副车架剐柔耦合前悬架动力学模型，选用制动工况作为本文研究工况，进行仿真得到副车架与车身等连接点处的作用力;对副车架进行制动工况下的静力学强度分析，作为优化设计的起点;根据静力拓扑优化密度云图选定副车架的优化位置，并对优化结果进行参数化设计;通过PDS模块的灵敏度分析，获得应力、体积对这些尺寸变化的灵敏度，并进行尺寸优化;计算了副车架的模态和频率，并通过对比副车架的试验模态分析结果验证了有限元分析的正确性;对副车架进行基于频率提高的拓扑优化，根据频率密度云图对副车架车身连接点附近进行减薄，来提高副车架的固有频率从而避免共振。 本文研究结果表明:该型大众朗逸轿车副车架经本文优化后，在保证强度、刚度下固有频率有了明显提高，体积减少7.6％。本文研究对副车架设计生产企业提供了优化模型，也为轿车副车架设计提供了重要的参考，对副车架生产设计具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 杨章程 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 李剑敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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