重型載貨汽車(chē)車(chē)架的有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、車(chē)架是汽車(chē)上重要的承載部件，車(chē)輛所受到的各種載荷最終都傳遞給車(chē)架，因此，車(chē)架結(jié)構(gòu)性能的好壞直接關(guān)系到整車(chē)設(shè)計(jì)的成敗。隨著汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)汽車(chē)的性能要求越來(lái)越高，這使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)的要求。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及有限元法的飛速發(fā)展為車(chē)架的結(jié)構(gòu)性能的計(jì)算分析帶來(lái)了新的革命。通過(guò)有限元法對(duì)車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮車(chē)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，對(duì)提高整車(chē)的各種性能，降低設(shè)計(jì)與制造成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等都具有十分重要的

2、意義。 本文對(duì)車(chē)架及其載荷進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化，在有限元軟件Hypermesh中建立了車(chē)架的有限元模型，導(dǎo)入有限元分析軟件Nastran中，對(duì)車(chē)架在扭轉(zhuǎn)、彎曲兩種工況，施加相應(yīng)的邊界條件和載荷條件，進(jìn)行了靜態(tài)響應(yīng)分析，找出了車(chē)架結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，并對(duì)該車(chē)架進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)電測(cè)試驗(yàn)，為有限元分析提供實(shí)踐依據(jù)，并驗(yàn)證有限元模型的精確性。計(jì)算了車(chē)架在自由狀態(tài)下的前十階模態(tài)特性，獲得了車(chē)架自由狀態(tài)下的固有頻率，并對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行分析。

3、在車(chē)架模態(tài)的基礎(chǔ)上，考慮到車(chē)架結(jié)構(gòu)件板厚對(duì)其低階模態(tài)頻率的影響時(shí)對(duì)主要部件的板厚進(jìn)行了頻率靈敏度分析，以確定各部件板厚對(duì)車(chē)架低階頻率的影響大小。從而為后面的優(yōu)化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)變量參數(shù)的選取提供理論依據(jù)。 在靈敏度分析的基礎(chǔ)上，提取對(duì)低階模態(tài)頻率影響較大的部件進(jìn)行了優(yōu)化分析。以板厚為設(shè)計(jì)變量，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中可根據(jù)不同的優(yōu)化目的確定不同的目標(biāo)函數(shù)。在了解相關(guān)研究的情況下，文中主要考慮車(chē)架的輕量化問(wèn)題和低階模態(tài)頻率的提高兩方面的優(yōu)化問(wèn)題。