車架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計研究.pdf

1、隨著全球汽車保有量的與日俱增，環(huán)境污染和世界能源短缺問題日益嚴峻，輕型節(jié)能環(huán)保型車輛成為當今汽車工業(yè)研究開發(fā)的重點。汽車車架做為汽車重要的結(jié)構(gòu)部件，具有較大的質(zhì)量并承受著來自道路和裝載的各種復(fù)雜載荷作用，其結(jié)構(gòu)性能影響著整車的正常行駛。因此，在保證足夠的強度和剛度的前提下對車架進行輕量化設(shè)計具有重要的理論意義和實用價值。
　　在車架輕量化的途徑中，技術(shù)和資金嚴重制約著新材料和新制造工藝的應(yīng)用，對結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計成為輕量化的重要技術(shù)

2、方法。在對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計分析時，有限元法分析計算能夠很好的模擬車架的實際受力情況，基本上解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件分析計算上的困難，從根本上改變了傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計方法。
　　本文在對國內(nèi)外車架輕量化研究現(xiàn)狀分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過對汽車輕量化設(shè)計方法的研究，總結(jié)了一般車架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計的技術(shù)途徑，并選取某型號的卡車車架作為工程實例進行分析驗證。在應(yīng)用UG軟件按照卡車車架的實際結(jié)構(gòu)建立的三維實體模型的基礎(chǔ)上，使用hypermesh平臺經(jīng)過幾何清理

3、、網(wǎng)格劃分、連接方式和邊界條件的模擬建立了卡車車架的有限元分析模型。通過對車架有限元模型加載載荷和設(shè)定約束，應(yīng)用有限元原理和OptiStruct平臺進行強度和剛度分析，得出車架的應(yīng)力集中區(qū)域和位移變形最大位置，并對車架結(jié)構(gòu)進行強度和剛度評價，結(jié)果表明車架的剛強度滿足使用要求并有較大的輕量化潛力。根據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)理論，通過定義優(yōu)化變量、約束函數(shù)和目標函數(shù)，建立了車架輕量化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，基于OptiStruct平臺進行尺寸優(yōu)化設(shè)計和形狀優(yōu)