大型天線座車車架輕量化設計研究.pdf

1、大型天線座車車架是天線座車的主要結構部件，其結構尺寸和質(zhì)量均較大，因此在保證結構強度剛度的前提下對車架進行輕量化設計研究具有重要的意義。 輕量化設計研究是近年來結構設計領域的前沿課題和熱門問題，它關系到節(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，分析了車輛結構輕量化的發(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行輕量化設計的構想。 然后對輕量化途徑進行了分析探討

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

3、果對初始設計車架進行改進設計，并對改進后的車架進行結構強度剛度的驗算，計算顯示改進后的車架滿足整個系統(tǒng)的強度和剛度要求，且車架的應力富裕量比較大。 在改進車架的基礎上，以結構最輕為優(yōu)化目標，采用結構體積作為目標函數(shù)，以結構的強度條件為約束，建立了大型天線座車車架的尺寸參數(shù)優(yōu)化設計模型。利用ANSYS對大型天線座車車架進行了優(yōu)化設計。通過對車架優(yōu)化結果的后處理，得到了一個新的大型天線座車車架。對優(yōu)化后的車架進行有限元計算分析，計算

4、結果顯示新的大型天線座車車架質(zhì)量減少約13％，車架的強度剛度均滿足結構性能要求，達到了較好的輕量化效果。 隨后對車架進行了模態(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工況的脈動風荷載，將風荷載數(shù)據(jù)以數(shù)組的形式讀入到ANSYS中，對車架進行了瞬態(tài)動力學分析，計算得到車架在脈動風荷載作用下的位移及應力情況。結果顯示所設計的車架的動態(tài)特性滿足結構技術要求。 本文的研究成果不僅可以為企業(yè)的產(chǎn)品設計