载重汽车车架有限元研究及优化-载运工具运用工程专业论文.docx

摘要汽车工业随着国民经济发展和交通运输体系的全面建立得到了飞速发展。汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道路和装载的各种复杂载荷作用，并且汽车上许多重要总成件都是以车架为载体。因此车架的强度和刚度在汽车总体设计中起到了非常重要的作用。本文基于CAD软件建立了车架结构的实体模型，利用ANSYS有限元分析软件对该车架在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下的静态强度进行了分析。分析结果表明，该车架受到的最大应力值小于材料的强度极限，满足设计的要求。然后，对车架进行了模态分析，计算出车架的模态振型与相应的固有频率，通过固有频率与振型从整体上考虑车架的局部强度问题。最后，对车架的纵梁进行参数化建模，以车架纵梁截面尺寸作为设计变量，以车架总体积为设计目标，运用ANSYS软件优化模块，得到了最优化的车架纵梁截面尺寸，降低了车架的质量，节约了原材料。本文的研究结果表明有限元法和ANSYS软件为车架结构及动力特性的仿真以及优化设计提供了良好的基础理论及方法，为研究整车振动、疲劳和噪声等问题奠定了基础，对厂家的生产实践具有指导意义。关键词：车架；有限元；模态分析；结构优化ABSTRACTWimthedevelopmentofnationaleconomyandtrafficsystem，automotiveindustryhasbeendevelopedatveryfastspeed．Asapartofthetruck，theframesupportsallkindsofcomplicatedloadscomingfromtheroadandfreight．Andmanyassemblyofthetruckarebuiltintheframe．Sotheintensityandthe strongoftheframeplayaveryimportantroleinthedesignoftrucks．AmodeloftheframeisestablishedbyusingCADinthispaper．Thestaticintensityoftheframeisanalyzedinthesituationofbending，torsion，brakingandswervebyANSYS．Theresultindicatesmatthestressoftheframeislessthantheutmostintension．Andtheframeissatisfiedwiththedesign．Themodelanalysisoftheframeisstudied．Themodevibrationmodelandproperfrequencyoftheframearecalculatedbymodeanalysis．Thelocalintensionisconsideredbythefrequencyandthemodel．Finally,aparametricmodeloftheframeisestablished．ThesectionsizeoftheframeisoptimizedbyANSYS．TheresultindicatesthattheweightoftheframeisdecreasedandthematerialoftheframeiSsaved．HereintheresearchofFEAandANSYSsoftwareofferedasetofbasictheoryandmethodfortheframestructureandsimulationofdynamiccharacteristic．Itnotonlylaidthefoundationfortheproblemoftruckvibration，fatigueandnoise，butalsoprovidedtheguidingsignificancefortheworkingofmanufacturers．KEYWORDS：frame；fmiteelement；modalanalysis；structureoptimization重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：．烈，辜色脚锈日期：≯口Dg年争月／弓日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅