重型載重汽車車架輕量化設(shè)計研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟全球化進程的不斷加快，我國對國際能源及原材料市場的依賴程度不斷加深，當(dāng)前國際原油及工業(yè)原材料價格的不斷攀升，對我國的經(jīng)濟發(fā)展造成的極大的負(fù)擔(dān)。汽車作為耗油大戶，其節(jié)能與否已直接影響到我國整體的能源消耗水平，國家對此高度重視。由于汽車輕量化對節(jié)能增效的巨大意義，國際各大汽車生產(chǎn)商都在盡可能的情況下減輕車身質(zhì)量。汽車的輕量化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為目前汽車研究領(lǐng)域的研究熱點之一。 車架是重型載重汽車的重要部件，支承著發(fā)動機、離合

2、器、變速器、轉(zhuǎn)向器、駕駛室、和貨箱等所有簧上質(zhì)量的有關(guān)機件，承受著傳給它的各種力和力矩。此外，由于重型載重汽車的使用條件十分惡劣，受力狀況非常復(fù)雜。車架應(yīng)有足夠的彎曲剛度，以使裝在其上的有關(guān)機構(gòu)之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最?。卉嚰芤矐?yīng)有足夠的強度，以保證其有足夠的可靠性與壽命，縱梁等主要零件在使用期內(nèi)不應(yīng)有嚴(yán)重變形和開裂。車架剛度不足會引起振動和噪聲，也使得汽車的乘坐舒適性、操作穩(wěn)定性及某些機件的可靠性下降。但

3、車架的扭轉(zhuǎn)剛度又不宜過大，否則將使車架和懸架系統(tǒng)的載荷增大并使汽車輪胎的接地性變差，使通過性變壞。因此，如何設(shè)計出滿足使用要求的輕量化車架成了一項具有挑戰(zhàn)性的工作。 有限元法已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車設(shè)計的重要工具之一，與傳統(tǒng)的設(shè)計方法相比，它的優(yōu)勢在于提高汽車產(chǎn)品的質(zhì)量、降低產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)制造成本，提高汽車產(chǎn)品在市場上的競爭力。為了促進車架設(shè)計水平的提高，保證整車在市場上的競爭能力，必須將車架有限元分析技術(shù)提高到戰(zhàn)略的高度上來。

4、 本文基于ANSYS軟件建立了車架結(jié)構(gòu)的實體單元模型，對汽車車架結(jié)構(gòu)進行靜力和動力分析的研究。首先，對ANSYS進行了簡要的介紹，為車架結(jié)構(gòu)進行有限元分析做好準(zhǔn)備工作；其次，以某重型載貨汽車車架結(jié)構(gòu)為研究對象，利用ANSYS建立了車架結(jié)構(gòu)有限元的實體單元模型，對車架建模過程進行了研究；再次，對車架結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)特性進行深入研究，對車架進行性能分析評價；最后，建立車架結(jié)構(gòu)簡單的梁單元優(yōu)化模型，以車架縱梁截面尺寸作為設(shè)計變量，以車架總體積為