8×4轻量化公路自卸车车架的开发与设计

论文摘要

车架是汽车的主要承载构件,其功用是承受来自车内外的各种载荷,连接汽车的各大总成及各种车用设备,结构型式主要取决于汽车的总布置要求。深入研究车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础,也是保证整车性能的关键。本文以SX1317GM456自卸车车架为研究对象,运用Pro/E软件建立了该车架的三维几何模型；在分析车架结构特点的基础上,应用HyperMesh软件建立了车架有限元分析模型；通过该车架模态仿真,验证了有限元模型的正确性；根据自卸车的承载特点和行驶工况,对该车架在满载弯曲工况和满载扭转工况的静态应力分析,考察SX1317GM456自卸车车架在典型工况下的应力分布,以此评价车架设计的合理性。在以上分析的基础上,本文对车架的连接横梁进行了结构优化,并对改进方案进行了有限元分析,通过与原结构的动态性能对比分析,确定了结构改进的可行性。通过车架动态性能的分析、结构优化设计及工程实例的应用,可以看出利用有限元法进行车架的设计和分析,不仅精确可靠,而且周期短、费用低,具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和课题来源
• 1.2 车架有限元分析国内外研究综述
• 1.3 课题的目的及意义
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 有限单元法
• 2.1 有限单元法的基本原理
• 2.2 有限单元法的解题步骤
• 2.2.1 离散化
• 2.2.2 单元分析
• 2.2.3 整体分析
• 2.2.4 计算求解
• 2.3 有限元软件HYPERWORKS软件功能简介
• 第三章 车架的有限元模型及静强度分析
• 3.1 8×4自卸车车架结构的开发和设计
• 3.2 有限元模型建立和分析
• 3.2.1 有限元模型建立
• 3.2.2 几何模型的简化
• 3.3 有限元模型数据准备
• 3.4 模态分析概述
• 3.5 模态分析的基本理论
• 3.5.1 模态分析的定义及其应用
• 3.5.2 模态分析的有限元法
• 3.5.3 RADIOSS软件中的模态提取方法
• 3.6 车架模态分析步骤
• 3.6.1 模型建立
• 3.6.2 加载与求解
• 3.6.3 扩展模态
• 3.6.4 观察结果
• 3.7 模态仿真计算结果分析
• 3.7.1 自由模态仿真结果云图（Normal Mode）
• 3.7.2 自由模态试验/计算结果（频率）对比（Normal Modal）
• 3.8 静强度分析
• 3.8.1 车架垂直静态受力工况（2.5g Vertical Down）
• 3.8.2 左前轮抬高150mm工况
• 3.8.3 右前轮抬高150mm工况
• 3.8.4 图3-24左右前轮分别施加强制位移150mm和-150mm
• 3.8.5 转弯工况
• 3.8.6 制动工况
• 第四章 车架的轻量化设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 轻量化的目的和意义
• 4.1.2 国内外轻量化研究现状
• 4.1.3 任务来源
• 4.2 车架优化过程
• 4.3 轻量化改进后自由模态仿真结果（NORMAL MODE）
• 4.3.1 自由模态试验/计算结果（频率）对比（Normal Modal）
• 4.4 轻量化改进后车架静强度分析
• 4.4.1 车架垂直静态受力工况（2.5g Vertical Down）
• 4.4.2 左前轮抬高150mm工况
• 4.4.3 右前轮抬高150mm工况
• 4.4.4 左右前轮分别施加强制位移150mm和-150mm
• 4.4.5 转弯工况
• 4.4.6 制动工况
• 4.4.7 轻量化设计方案评价
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 详细摘要