原文传递
DL4100牵引车车架拓扑优化及有限元分析
| 论文题名： | DL4100牵引车车架拓扑优化及有限元分析 |
| 关键词： | 牵引车车架;拓扑优化;有限元分析;轻量化处理 |
| 摘要： | 半挂牵引车是目前物流市场中重要车型之一，它具有运输效率高、安全性好等多个优点，加之目前我国正在研究甩挂运输方式的相关法律法规，所以目前牵引车发展的前景光明。而车架作为牵引车的重要零部件之一，其工作性能好坏直接影响牵引车整车性能。车架主要功能就是作为平台将牵引车上各部件连接起来，起着车辆“骨架”的作用。所以目前对牵引车车架的研究是商用车学术研究领域一个热点。尤其是在我国实行的现有关于治超限超的相关法律规定之下，牵引车车架研究更趋迫切。 目前对牵引车车架研究方向主要有两个:第一方面就是对其设计方法的创新型进行研究，由于目前优化设计理论发展迅速，出现了许多新的设计方法思路。第二方面便是如何使车架在满足其正常使用要求的前提下使车架质量进一步降低。本文针对这两个方面进行了主要研究。 本文对某牵引车车型的车架进行了重新的改进设计，最终根据有限元分析结果验证了新设计的车架较原有车架各方面性能都有所提高。本文基于Hypermesh软件平台对车架进行了以下四部分的研究: 1)首先利用optistruct模块对车架设计进行了相关研究，利用原有车架的相关参数建立了拓扑优化的初始模型。应用变密度法拓扑优化理论，将车架应变能最小作为目标函数，车架体积比做为约束条件，对车架做了多工况下的拓扑研究，最终得到了在密度阀值设定大于0.3时的拓扑优化结果，此结果所反映的是车架材料的分布情况。 2)根据车架材料的拓扑分布结果利用UG对车架进行了三维建模工作，选取了变截面纵梁的形式，并将原有车架的横梁由6根减少至5根，进一步降低了原有车架的重量。此外还对变截面纵梁的加工工艺流程进行了简要介绍。 3)对新建立的车架建立有限元模型，并讨论了有限元模型建立过程中关键部位的模拟方式，最后对模型进行了有限元分析，通过分析结果的对比表明重新设计的车架性能在静力学指标能及振动特性方面有了明显提升。 4)考虑到目前牵引车车架设计的轻量化趋势，对新设计的车架进行了轻量化处理，采用尺寸优化的方式来达到轻量化的目的。对车架主要组成部件的厚度进行了尺寸优化，最终得到的轻量化车架比原有车架的重量降低了8.7％，达到了轻量化目的。最后对轻量化的车架进行了静力学分析，结果表明其弯曲工况应力出现了增大而扭转工况下应力则出现了降低，但两者都依旧低于材料的屈服极限，说明轻量化后车架的力学性能依然符合使用条件。 |
| 作者： | 徐鑫海 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 韩振南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
