大型天線座車車架輕量化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、大型天線座車車架是天線座車的主要結(jié)構(gòu)部件，其結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量均較大，因此在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度的前提下對車架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)研究具有重要的意義。 輕量化設(shè)計(jì)研究是近年來結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前沿課題和熱門問題，它關(guān)系到節(jié)能環(huán)保和成本的最小化。本文首先論述了輕量化研究的的重要性及國內(nèi)外研究概況，分析了車輛結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展趨勢，探討了國內(nèi)在這方面研究與國外的差距，提出了對大型天線座車車架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)的構(gòu)想。 然后對輕量化途徑進(jìn)行了分析探討

2、；研究了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法及基本理論；并確定用尺寸參數(shù)優(yōu)化對大型天線座車車架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)研究，制定了合理的輕量化設(shè)計(jì)研究方案。 在此基礎(chǔ)上，分析了大型天線座車整體、車架及撐腿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了大型天線座車車架的幾何模型，并在保證計(jì)算精度、計(jì)算規(guī)模和計(jì)算時(shí)間協(xié)調(diào)統(tǒng)一的情況下對車架進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。根據(jù)座車實(shí)際工況設(shè)置了邊界條件，建立了大型天線座車車架有限元模型。 應(yīng)用所建立的有限元模型對車架進(jìn)行了有限元分析，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)

3、果對初始設(shè)計(jì)車架進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對改進(jìn)后的車架進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度剛度的驗(yàn)算，計(jì)算顯示改進(jìn)后的車架滿足整個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度要求，且車架的應(yīng)力富裕量比較大。 在改進(jìn)車架的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)最輕為優(yōu)化目標(biāo)，采用結(jié)構(gòu)體積作為目標(biāo)函數(shù)，以結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度條件為約束，建立了大型天線座車車架的尺寸參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。利用ANSYS對大型天線座車車架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對車架優(yōu)化結(jié)果的后處理，得到了一個(gè)新的大型天線座車車架。對優(yōu)化后的車架進(jìn)行有限元計(jì)算分析，計(jì)算

4、結(jié)果顯示新的大型天線座車車架質(zhì)量減少約13％，車架的強(qiáng)度剛度均滿足結(jié)構(gòu)性能要求，達(dá)到了較好的輕量化效果。 隨后對車架進(jìn)行了模態(tài)分析，分析了車架的固有頻率和振型。利用MATLAB模擬了大型天線座車架設(shè)工況的脈動(dòng)風(fēng)荷載，將風(fēng)荷載數(shù)據(jù)以數(shù)組的形式讀入到ANSYS中，對車架進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到車架在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的位移及應(yīng)力情況。結(jié)果顯示所設(shè)計(jì)的車架的動(dòng)態(tài)特性滿足結(jié)構(gòu)技術(shù)要求。 本文的研究成果不僅可以為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)