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黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計
摘 要
汽車車架作為汽車關鍵的承載部件，它將發(fā)動機和車身等總成連成一個有機的整體，承受著來自道路及各種復雜載荷的作用，而且汽車上許多重要總成都是以車架為載體，因此設計出重量輕且各方面性能達到要求的車架結構是一項重要工作。傳統(tǒng)的車架結構設計是采用類比的思想進行經驗設計，車架的這種設計模式導致的問題包括兩個方面：一是車架簡化計算精度不夠，為保證強度及剛度要求而使車架的設計過于安全，造成設計出的車架結構過重，增加了設計成本；二是造成車架的設計與計算分離，不利于提高車架設計人員的設計水平。設計出的車架結構除了個別部位的應力水平比較高外，大部分部位的應力水平較低。因此，有必要采用有限元法對車架結構進行優(yōu)化設計，以降低車架的重量，減少汽車的制造成本，提高市場競爭力。
本文以解放J4R中型載貨汽車車架為研究對象，在現有CAD圖紙的情況下進行簡化，通過對ANSYS軟件的學習，以Pro/E軟件創(chuàng)建車架實體模型，對車架的靜力以及模態(tài)進行了分析。得到一些有益的結論，并掌握了一般靜力分析中的網格劃分、約束加載、分析求解等過程進行了認真的學習，為車架的設計和改進提供了指導作用。
關鍵詞：中型載貨汽車；車架；ANSYS；靜力分析；模態(tài)分析
ABSTRACT
As an important component, frame carrying the whole vehicle, such as assembly, take the engine and body together into an organic whole,endure the loads from the road and many kind of complex loads, and many important assemblys are based on frame,use the frame as a vector. So design a lightweight and all aspects of performance to meet the requirements of the frame structure is an important work. The frame structure of traditional design is the idea of ??experience with analog design, this methed caused two problems: First, simplify the calculation accuracy of the frame is not enough to ensure the strength and stiffness requirements of leaving the frame design is too safe, resulting the frame structure designed overweight. Second is caused by separation of design and calculation of the frame, the frame is not conducive to raising the level of the designer's design. In addition to the frame structure designed for individual parts of the stress level is relatively high, most parts of the stress level low. Therefore, it is necessary to use finite element method to optimize the design of the frame structure to reduce the chassis weight, reduce vehicle manufacturing costs, improve market competitiveness.
In this paper, use FAW J4R medium truck frame for the study, in study of ANSYS software ,and use Pro / E software to create solid models of the static frame and the mode were analyzed. Get some useful conclusions, and mastery of the general process of static analysis for improved frame design and provide guidance.
Key words: MediumTruck ;Frame;ANSYS; Static Analysis; Modal Analysis
II
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 選題的背景 1
1.2 選題的目的 1
1.3 選題的意義 1
1.4 研究現狀 2
1.5 課題主要內容 4
第2章 有限元基礎及ANSYS軟件介紹 5
2.1 有限元分析簡介 5
2.2 有限元方法的基本求解過程 6
2.3 有限元分析的誤差及建模準則 7
2.4有限元分析軟件ANSYS簡介 9
2.4.1 ANSYS的發(fā)展概述 9
2.4.2 典型的ANSYS分析過程 10
2.4.3 ANSYS的主要功能 11
2.4.4 ANSYS的主要特點 12
2.4.4 ANSYS軟件提供的分析類型 13
2.5 本章小結 14
第3章 車架有限元模型的建立 15
3.1 車架的實體建模 15
3.1.1 Pro/E軟件簡介 15
3.1.2 Pro/E軟件基本功能 16
3.1.3 幾何建模的簡化 16
3.2 應用Pro/E軟件三維幾何模型的建立 18
3.3 應用ANSYS軟件對車架模型進行網格劃分 19
3.4 實體單元Solid 45的簡介 21
3.5 本章小結 24
第4章 車架有限元的靜力級模態(tài)分析 25
4.1 車架靜力分析 25
4.1.1 車架受力情況 25
4.1.2車架結構靜力分析及約束處理 26
4.2 車架模態(tài)分析 33
4.2.1 結構動力性能分析方程 34
4.2.2 車架結構模態(tài)分析 34
4.2.3 分析結果 41
4.3 本章小結 41
結論 42
參考文獻 43
致謝 44
附錄 45