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某UTV车的摆臂及车架优化设计分析
| 论文题名： | 某UTV车的摆臂及车架优化设计分析 |
| 关键词： | UTV车;悬架摆臂;车架结构;优化设计 |
| 摘要： | UTV车(又称为农夫车,全地形车的一种)由于具有强劲的攀爬能力和适应各种地形的能力,能在复杂地形自由行驶,是一种全能行动工具,具有广阔的市场前景,开发该车具有较大的经济价值。在UTV车的开发过程中,摆臂和车架的开发至关重要,它们结构是否合理将直接关系着UTV车的动力性、燃油经济性、转向稳定性和轮胎的磨损,因此在UTV车开发过程中研究摆臂和车架结构的合理性就显得非常有意义。本文以某UTV车的摆臂和车架为研究对象对其结构进行优化分析,主要内容和结论有: 首先,本文建立了UTV整车瞬态分析的有限元模型,通过模拟UTV车在路面上的瞬态运动计算出前轮定位参数的瞬时变化,结果表明主销后倾角、主销内倾角设计相对合理,但前轮外倾角的负角度偏大,前轮前束角也偏大,究其原因是悬架摆臂的刚度不足。 其次,针对悬架摆臂刚度不足问题,采用拓扑优化技术来提高悬架摆臂的刚度,建立摆臂的优化空间、加载边界条件、建立约束函数和目标函数进行优化。通过两次优化得到摆臂的最佳材料分布并设计出新的摆臂结构,新结构质量增加1.4kg;新摆臂的固有频率和弯曲刚度与原摆臂相比有了明显提高;重新计算前轮定位参数的变化,结果表明优化后的前轮外倾角和前轮前束角都有了明显改善,基本已经满足要求。 再次,对原车架进行模态分析、强度分析、瞬态分析和疲劳寿命研究,结果表明车架的固有频率基本满足要求,但略偏低;而且车架的刚度不足,某些部位强度不够容易出现疲劳破坏。针对上述问题对车架进行拓扑优化分析,并根据优化结果设计出新车架,质量比原车架减小了50kg。对新车架进行上述分析,结果表明优化后车架的固有频率、刚强度有了很大提高,而且在正常使用中是不会出现疲劳破坏的。 本文对摆臂和车架结构进行拓扑优化设计研究,对摆臂和车架结构开发具有一定的指导参考价值,同时摆臂和车架的轻量化设计在工程应用中有一定的意义。 |
| 作者： | 黄志军 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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