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重型载货汽车车架的有限元分析及优化
| 论文题名： | 重型载货汽车车架的有限元分析及优化 |
| 关键词： | 重型载货汽车车架;有限元法;静力分析;动力分析;灵敏度分析;优化设计 |
| 摘要： | 车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。随着汽车工业的高速发展，对汽车的性能要求越来越高，这使得传统的设计计算方法已经无法满足现代汽车设计的要求。电子计算机的出现以及有限元法的飞速发展为车架的结构性能的计算分析带来了新的革命。通过有限元法对车架结构进行性能分析，在设计时考虑车架结构的优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。 本文对车架及其载荷进行了适当简化，在有限元软件Hypermesh中建立了车架的有限元模型，导入有限元分析软件Nastran中，对车架在扭转、弯曲两种工况，施加相应的边界条件和载荷条件，进行了静态响应分析，找出了车架结构中的薄弱部位，并对该车架进行了静、动态电测试验，为有限元分析提供实践依据，并验证有限元模型的精确性。计算了车架在自由状态下的前十阶模态特性，获得了车架自由状态下的固有频率，并对其振动特性进行分析。 在车架模态的基础上，考虑到车架结构件板厚对其低阶模态频率的影响时对主要部件的板厚进行了频率灵敏度分析，以确定各部件板厚对车架低阶频率的影响大小。从而为后面的优化设计中设计变量参数的选取提供理论依据。 在灵敏度分析的基础上，提取对低阶模态频率影响较大的部件进行了优化分析。以板厚为设计变量，在优化设计中可根据不同的优化目的确定不同的目标函数。在了解相关研究的情况下，文中主要考虑车架的轻量化问题和低阶模态频率的提高两方面的优化问题。 该课题研究较为系统的完成了车架的动态分析，所建立的“模态分析-灵敏度分析-优化分析”过程能应用于其它车型的相关研究，为其它相关研究积累了一定的可借鉴的经验。该课题对车架结构的进一步优化具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 刘丹 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张代胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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