重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、車架是汽車上重要的承載部件，車輛所受到的各種載荷最終都傳遞給車架，因此，車架結構性能的好壞直接關系到整車設計的成敗。隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，對汽車的性能要求越來越高，這使得傳統(tǒng)的設計計算方法已經無法滿足現代汽車設計的要求。電子計算機的出現以及有限元法的飛速發(fā)展為車架的結構性能的計算分析帶來了新的革命。通過有限元法對車架結構進行性能分析，在設計時考慮車架結構的優(yōu)化，對提高整車的各種性能，降低設計與制造成本，增強市場競爭力等都具有十分重要的

2、意義。 本文對車架及其載荷進行了適當簡化，在有限元軟件Hypermesh中建立了車架的有限元模型，導入有限元分析軟件Nastran中，對車架在扭轉、彎曲兩種工況，施加相應的邊界條件和載荷條件，進行了靜態(tài)響應分析，找出了車架結構中的薄弱部位，并對該車架進行了靜、動態(tài)電測試驗，為有限元分析提供實踐依據，并驗證有限元模型的精確性。計算了車架在自由狀態(tài)下的前十階模態(tài)特性，獲得了車架自由狀態(tài)下的固有頻率，并對其振動特性進行分析。

3、在車架模態(tài)的基礎上，考慮到車架結構件板厚對其低階模態(tài)頻率的影響時對主要部件的板厚進行了頻率靈敏度分析，以確定各部件板厚對車架低階頻率的影響大小。從而為后面的優(yōu)化設計中設計變量參數的選取提供理論依據。 在靈敏度分析的基礎上，提取對低階模態(tài)頻率影響較大的部件進行了優(yōu)化分析。以板厚為設計變量，在優(yōu)化設計中可根據不同的優(yōu)化目的確定不同的目標函數。在了解相關研究的情況下，文中主要考慮車架的輕量化問題和低階模態(tài)頻率的提高兩方面的優(yōu)化問題。