中型載貨汽車車架有限元靜力學(xué)分析
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SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名豐文彥系部汽車工程系專業(yè)、班級車輛工程B0517指導(dǎo)教師姓名石美玉職稱副教授從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱中型載貨汽車車架有限元靜力學(xué)分析一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1、研究現(xiàn)狀車架是汽車的重要組成部分,深入了解汽車承載特性是設(shè)計和優(yōu)化車架的基礎(chǔ)。過去設(shè)計車架多采用類比的方法,這種方法不僅費用高,設(shè)計周期長,而且也不利于對多種方案進行評價。現(xiàn)代的設(shè)計已發(fā)展到包括有限元法、優(yōu)化、動態(tài)設(shè)計在內(nèi)的計算機分析、預(yù)測和模擬階段。隨著計算機的發(fā)展,進一步推進了有限元法的理論研究和實際應(yīng)用。出現(xiàn)了許多的有限元應(yīng)用軟件,其中有NASTRAN,ASKA,MARC,SAP,ADINA,ANSYS等。國外將其引進到車架分析應(yīng)用比較早,而我國是在七十年代末才應(yīng)用到車架強度分析中。目前,采用有限元分析模型一般有二種:梁單元模型和組合單元模型等。其中梁單元型是將車架簡化成由一組兩節(jié)點組成的柜架結(jié)構(gòu),其特點是節(jié)點少,計算快,但無法分析車架的應(yīng)力集中問題,而組合單元模型則是既采用梁單元也采用板殼單元進行離散。這種模型使得車架的分析計算更為準確,能為汽車設(shè)計提供更大的幫助。車架的計算方法有:a、不考慮接頭形狀時有: 最小變形能法、Erz法、傳遞矩陣法和空間梁有限元法。b、考慮接頭形狀時有:完全法和混合法。車架等效載荷的簡化方法有: a、貨車車廂與車架之間的作用力以集中載荷形式傳遞的。b、貨廂和車架共同承受彎曲載荷,貨廂承受能力與貨廂剛度有關(guān)。因此,在車駕應(yīng)力的有限元分析計算中考慮貨廂的剛度貢獻。c、貨廂的結(jié)構(gòu)形式對車架的受力影響顯著。車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法有:a、車架結(jié)構(gòu)元件參數(shù)的優(yōu)化。b、考慮車架整體布局進行優(yōu)化。因此,有限元法為復(fù)雜的車架結(jié)構(gòu)分析提供重要的基礎(chǔ),也是對車架研究十分有效的方法。同時,通過有限元分析得到的結(jié)構(gòu)位移場、應(yīng)力場等可作為車架結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)或作為必改進設(shè)計的基礎(chǔ)。2、目的、依據(jù)和意義 汽車作為交通運輸工具之一,在人們的生活和工作中有著十分重要的作用。在國民經(jīng)濟發(fā)展的同時,汽車工業(yè)也得到了快速的發(fā)展,在今天,生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)輕、性能好、質(zhì)量高、用途廣、安全性高的汽車,成為了生產(chǎn)廠家和客戶共同關(guān)注的焦點。作為汽車總成的一部分,車架承受著來自道路和各種載荷的作用,同時它也是許多重要總成、部件的載體,所以設(shè)計出質(zhì)量輕、性能可靠的車架是一項重要的工作。用有限無法對車架進行計算分析,就可以更加有效地設(shè)計出符合要求的車架結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的車架設(shè)計是采用類比法思想進行經(jīng)驗設(shè)計的,設(shè)計出來的車架結(jié)構(gòu)除了部分的應(yīng)力水平較高外,大部分的應(yīng)力水平較低,而與傳統(tǒng)設(shè)計方法相比,用有限元法進行的車架設(shè)計,可以更好地適應(yīng) 性能要求,同時減輕了車架的重量,減小了制造成本,提高了競爭力。二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1、研究的基本內(nèi)容(1)選題的背景、目的及意義;(2)Pro/E、ANSYS軟件學(xué)習(xí);(3)車架參數(shù)的選取及設(shè)計的方法步驟;(4)用Pro/E軟件建立車架整體模型,然后導(dǎo)入ANSYS軟件進行網(wǎng)絡(luò)劃分;(5)假定汽車滿載情況下,對車架進行彎曲、扭轉(zhuǎn)、緊急剎車、急轉(zhuǎn)彎四種工況下的受力和變形情況的靜態(tài)有限元分析。(6)分析應(yīng)理論聯(lián)系實際,不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題,方案正確、分析合理、撰寫規(guī)范。2、擬解決的主要問題(1)如何利用Pro/E建模;(2)建模后,導(dǎo)入ANSYS分析軟件過程中,可能顯示這個體,沒有defined 導(dǎo)入格式為iges的問題;(2)在成功導(dǎo)入后,利用ANSYS進行分析時,如何對載荷進行等效簡化;(3)進行靜力學(xué)分析時,正確找出車架所受載荷和約束的截面位置。三、技術(shù)路線(研究方法)調(diào)查研究學(xué)習(xí)Pro/E,ANSYS軟件車架參數(shù)的確定結(jié)合所選車架參數(shù),利用Pro/E進行建模 轉(zhuǎn)換接口 導(dǎo)入ANSYS中進行靜力學(xué)分析結(jié)合所得出的位移圖、應(yīng)力分布圖,對車架分析 形成研究成果四、進度安排(1)知識準備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告 第1周第2周(3.2-3.13);(2)整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計說明書草稿、熟悉Pro/E、ANSYS軟件的使用 第3周第5周(3.16-4.3);(3)理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題,使用Pro/E、ANSYS軟件完成中型載貨汽車車架的三維設(shè)計、強度分析等大部分設(shè)計內(nèi)容,中期檢查 第6周第9周(4.6-5.1);(4)改進完成設(shè)計、改進完成設(shè)計說明書,指導(dǎo)教師審核,學(xué)生修改 第10周第14周(5.4-6.5);(5)畢業(yè)設(shè)計審核 第15周(6.8-6.12);(6)畢業(yè)設(shè)計修改 第16周(6.15-6.19);(7)畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 第17周(6.22-6.26)。五、參考文獻1 劉惟信汽車設(shè)計北京:清華大學(xué)出版社,2001.72 張洪信有限元基礎(chǔ)理論與ANSYS應(yīng)用北京:機械工業(yè)出版社,2006.13 段進,倪棟,王國業(yè)ANSYS10.0結(jié)構(gòu)分析從入門到精通北京:兵器工業(yè)出版社,2006.104 周長城,胡仁喜,熊文波ANSYS11.0基礎(chǔ)與典型范例北京:電子工業(yè)出版社,2007.105 黃天澤,黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計北京:機械工業(yè)出版社,2007.126 孫江宏.精通Pro/E-典型實例、專業(yè)精講. 北京:電子工業(yè)出版社,2006.107 劉齊茂. 某型載貨車車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計J. 廣西工學(xué)院學(xué)報 , 2004,(04) .8 馬迅,盛勇生. 車架剛度及模態(tài)的有限元分析與優(yōu)化J. 客車技術(shù)與研究 , 2004,(04) .9 劉勝乾, 顧力強, 呂文匯. 軍用某型牽引車車架靜動態(tài)特性分析J. 機械 , 2006,(04) 10 尹輝俊,韋志林,沈光烈,. 貨車車架的有限元分析J. 機械設(shè)計 , 2005,(11) . 11 鐘佩思, 趙丹, 孫雪顏, 魏群. 基于ANSYS的汽車車架的建模與模態(tài)分析J. 機械設(shè)計與制造 , 2008,(06)12 沈煒良, 邊立靜, 伍建華. 重型載貨汽車車架的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計J. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) , 2007,(03) 13 黎西亞,李成剛,胡于進. 車架有限元分析技術(shù)發(fā)展綜述J. 專用汽車 , 2001,(01) . 14 林麗華, 柴俊霖. ANSYS在東風(fēng)EQ140汽車車架剛度分析中的應(yīng)用J. 內(nèi)蒙古公路與運輸 , 2006,(04) 15 嚴云. 基于ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計J. 華東交通大學(xué)學(xué)報 , 2004,(04)16 Cicek Karaogh N. Sefa Kuralay Stress analysis of a truck chassis with riveted jointsJ. Finite Elements in Analysis and Design,2002,38(10):1115113017 Lakovakis V. Knotensubstrukturen. zur Analyse and Auslegung von Nutzfahrzeugrahmen Dissertateon. TU Braunschweig.199318 Beemann H J.Static Analysis of Commercial Vehicle Frames:A Hybrid-finite Element and Analytical-Method.Int.j.of Vehicle Design ,1995六、備注指導(dǎo)教師意見:簽字: 年 月 日
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