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某越野车扭杆悬架行走机构优化与强度分析
| 论文题名： | 某越野车扭杆悬架行走机构优化与强度分析 |
| 关键词： | 越野车;扭杆悬架;行走机构;强度分析;优化设计;使用寿命 |
| 摘要： | 采用扭杆悬架行走机构的越野车具有强劲的攀爬能力和适应各种地形的能力，能在复杂地形上自由行驶，是一种全地形行动工具，具有广阔的市场前景，开发此车具有较大的经济价值。越野车扭杆行走机构主要包括轮边减速器、扭杆悬架和车架。轮边减速器联结车轮与车架，在整车行驶过程中直接承受来自路面的冲击载荷，在保证其强度的同时减少其质量是箱体结构设计的难点；扭杆悬架为非线性悬架，对各悬架进行刚度匹配，从而减小整车弹性中心与重心的距离是扭杆悬架的设计难点；行驶工况的复杂多变，必然导致越野车扭杆行走机构在工作中受载严重，直接影响到各组件的性能与强度，甚至整车的正常工作和使用寿命。本文结合某扭杆悬架行走机构的越野车的开发，对上述问题进行了较深入的研究，建立了越野车行走机构通过扭曲路面的瞬态模型，通过应力水平和疲劳寿命对行走机构在复杂工况下的变形与应力分布及疲劳寿命等进行评估。全文主要研究内容和结论有： 首先，为得到轮边减速器齿轮传递载荷，从整车传动系统动力输入端发动机出发，计算传动系换向器和轮边减速器齿轮载荷，并将减速器齿轮载荷向轴承座进行等效转化。 其次，建立轮边减速器有限元模型，对其进行拓扑优化分析。根据优化分析结果对减速器箱体模型进行结构改进设计，并对优化后轮边减速器模型进行了静强度分析。结果显示：箱体上最大应力为119MPa，箱体材料安全系数超过2.3，箱体静强度好。 再次，通过对扭杆悬架进行机构简化，并进行Matlab编程得到各悬架刚度。基于刚度计算结果，通过修改扭簧参数使整车弹性中心与重心在设计许可范围内，对悬架进行刚度匹配。结果显示：前（后）左悬架，中右悬架扭簧直径分别修改为40mm，50mm，整车弹性中心与重心水平距离为41mm，满足设计要求。 最后，建立了越野车行走机构整体模型，对其进行准静态和瞬态强度分析。准静态结果表明：优化设计后各扭杆悬架受载均匀，悬架刚度匹配较好，车架静强度最小安全系数超过1.5，车架静强度好。瞬态结果表明：从应力水平和疲劳寿命两方面来看，越野车行走机构的车架、扭杆悬架和轮边减速器的强度均足够。 本文对越野车扭杆行走机构的优化与结构强度，对于保证整车正常工作，提高整车使用寿命具有一定的工程价值和学术意义。 |
| 作者： | 刘明业 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 胡玉梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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