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应力约束下半挂车车架的拓扑优化设计
| 论文题名： | 应力约束下半挂车车架的拓扑优化设计 |
| 关键词： | 半挂车;结构拓扑优化;应力约束;轮距;车架纵梁;有限元 |
| 摘要： | 半挂车是公路货物运输的主要工具之一，承载量大、车架强度要求高、结构笨重是其主要特点，其后果是制造成本高，牵引车燃油经济性差。所以，对其进行轻量化设计非常重要。轻量化设计的主要途径之一是结构优化设计，而结构拓扑优化设计可以在设计初期为设计者提供合理的概念设计，对减轻结构重量效益更大，因此，本文采用结构拓扑优化的方法对半挂车车架进行优化设计。 本文的创新点有两个：一是考虑了车厢底板对车架结构布局的影响；二是考虑到车架纵梁受轮距的限制，其位置基本固定，不能随意布置。建立的基结构既有需要优化出横梁、侧悬梁布局的拓扑优化薄板，又有不参与结构拓扑优化的车厢底板、车架纵梁，而这两部分相互耦合，使模型更加复杂，增加了求解难度。针对上述问题，本文建立了应力约束下半挂车车架的拓扑优化模型，提出了简化策略和求解策略，优化过程中以拓扑优化薄板的厚度为设计变量，以该板的体积最小为优化目标，确定车架横梁和侧悬梁的最优布局。 本文根据优化方法和求解策略，使用ANSYS参数化设计语言编写基结构有限元分析程序，FORTAN语言编写优化程序，C++语言编写绘图程序，为半挂车的设计提供了一条新的思路。最后以某型半挂车为例，对其弯曲工况和扭转工况下的横梁和侧悬梁布局图进行了设计，优化结果表明该方法是合理的。 |
| 作者： | 刘学静 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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