ZL4180型半掛牽引車車架的動態(tài)性能優(yōu)化.pdf

1、對ZL4180型半掛牽引車車架的大量調(diào)研，表明該車車架90％的損壞都是由車輛行駛過程中自身的動力總成和路面不平而引起的振動所造成的。因此，需要對半掛牽引車車架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行基于動態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計。
　　 為了采用有限元軟件ANSYS的優(yōu)化模塊對半掛牽引車車架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。首先建立了半掛牽引車車架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的參數(shù)化模型。然后，對車架進行了基于靜態(tài)特性與動態(tài)特性兩方面的研究。在車架靜態(tài)特性中，主要分析了車架在滿載彎曲工況與滿

2、載扭轉(zhuǎn)工況下的應(yīng)力分布，并提取了車架在滿載彎曲工況下4個關(guān)鍵部位的應(yīng)力作為車架動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的約束條件。對車架進行了動態(tài)特性分析(模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)動力學(xué)分析)。動剛性是對半掛牽引車動態(tài)性能影響最大的參數(shù)而它又是由固有頻率來衡量，因此通過模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析確定影響半掛牽引車動態(tài)性能的關(guān)鍵頻率。通過瞬態(tài)動力學(xué)分析確定半掛牽引車在越過路面障礙物時關(guān)鍵部位的動應(yīng)力與動位移響應(yīng)，并提取這些參數(shù)作為車架動態(tài)優(yōu)化設(shè)計的約束條件。
　　

3、 利用ANSYS軟件對半掛牽引車車架結(jié)構(gòu)進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。首先，以車架自重為目標函數(shù)，選取了20個車架的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量，以車架的靜應(yīng)力、動剛度、動應(yīng)力和動位移為約束條件，對選取參數(shù)進行靈敏度分析，確定了7個對車架動態(tài)性能影響最大的結(jié)構(gòu)參數(shù)；然后，以車架的動剛度為優(yōu)化目標，在其他約束條件不變的情況下增加車架自重為約束條件，以靈敏度分析后得到的7個結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量，采用一階優(yōu)化方法，對車架進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。最后，本文提出了一種