重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化

发布时间：2017-03-20 20:00

  本文关键词：重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以某重型载货汽车车架结构为研究对象,通过对HyperMesh 和ANSYS软件的学习、消化与吸收,采用板壳单元,对车架结构的有限元建模、车架结构的静、动态特性分析的关键性问题进行了研究,阐述了车架有限元结构分析的全过程。通过对车架结构建模和静、动态特性的分析研究,为有限元分析技术应用于车架设计提供了规范化的过程与步骤,不仅有利于缩短分析过程消耗的时间,提高工作效率,而且有利于达到快速分析车架结构强度,刚度以及振动特性等目的。 在建立简单的车架梁单元优化模型的基础上,以车架的纵梁截面尺寸为设计变量,以车架结构的总体积为最小为优化目标,对车架结构尺寸的优化分析进行了初步的探讨。阐述了应用ANSYS 进行结构优化设计的基本指导思想及方法,这种方法可以推广到以其它单元,如板壳单元为基础的车架优化问题当中,对优化的设计变量、状态变量以及目标函数,可以根据实际需要进行调整。 通过对某重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化,得到了一些有益的结论,为车架的设计提供了指导作用。
【关键词】：重型载货汽车 车架 有限元法 HyperMesh ANSYS 静力分析 动力分析 优化设计
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U463.32
【目录】：

• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题的来源及背景8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题背景8-9
• 1.2 论文选题的意义与目的9
• 1.2.1 论文选题的意义9
• 1.2.2 论文选题的目的9
• 1.3 有限元法在车架结构设计中的应用现状及问题9-13
• 1.3.1 车架结构设计与分析的概述10
• 1.3.2 车架结构有限元模型的形式10-11
• 1.3.3 车架结构有限元分析类型11-12
• 1.3.4 有限元法在车架结构分析中存在的问题12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-14
• 第二章 HyperMesh软件与ANSYS软件的介绍14-26
• 2.1 HyperMesh软件的介绍14-17
• 2.1.1 HyperMesh的主要特点14-15
• 2.1.2 HyperMesh的用户界面15-17
• 2.1.3 HyperMesh的数据存储17
• 2.2 ANSYS软件的介绍17-25
• 2.2.1 ANSYS的发展概述17
• 2.2.2 ANSYS的主要特点17-18
• 2.2.3 ANSYS的主要功能18
• 2.2.4 ANSYS的结构分析文件18
• 2.2.5 ANSYS单元库构成体系18-20
• 2.2.6 ANSYS中的耦合与约束方程20-22
• 2.2.7 ANSYS中连接关系的处理22
• 2.2.8 ANSYS网格检查22-24
• 2.2.9 ANSYS求解器简介24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 基于板壳单元的车架结构有限元建模26-48
• 3.1 车架几何模型的建立26-31
• 3.1.1 坐标系的确定26
• 3.1.2 应用Pro/E建立车架三维几何模型26-27
• 3.1.3 将车架三维几何模型导入HyperMesh27
• 3.1.4 中间平面的抽取27-28
• 3.1.5 车架左半部分的截取28-30
• 3.1.6 车架几何模型的简化30-31
• 3.2 车架节点和单元的划分31-40
• 3.2.1 单元划分的前期工作31
• 3.2.2 模板的设置31-32
• 3.2.3 材料特性的建立32
• 3.2.4 存储单元collectors的建立32-35
• 3.2.5 各零件2-D单元的划分35-36
• 3.2.6 车架右半部分2-D单元的对称生成36-37
• 3.2.7 合并重合节点37
• 3.2.8 车架连接1-D单元的创建37-40
• 3.3 载荷的添加40-44
• 3.3.1 载荷的处理41
• 3.3.2 集中载荷的添加41
• 3.3.3 表面载荷的添加41-44
• 3.4 悬架的模拟44-47
• 3.4.1 悬架的模拟模型44-45
• 3.4.2 由HyperMesh生成ANSYS可接受的输入文件45
• 3.4.3 导入HyperMesh产生的输入文件45-46
• 3.4.4 悬架模型的创建过程46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 车架结构性能的分析与研究48-63
• 4.1 车架结构的静力性能分析48-57
• 4.1.1 静力分析的基本概念及流程48-49
• 4.1.2 车架结构静力分析工况及约束处理49-50
• 4.1.3 车架结构静力分析规范50-54
• 4.1.4 车架结构静力分析结果54-56
• 4.1.5 车架结构静力分析结果评价56-57
• 4.2 车架结构的动力性能分析57-62
• 4.2.1 结构动力性能分析的方程57
• 4.2.2 刚度矩阵和质量矩阵的形成57-58
• 4.2.3 车架结构模态分析规范58-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 车架结构优化设计的初步研究63-73
• 5.1 优化设计的理论基础63-66
• 5.1.1 优化设计的数学描述63-64
• 5.1.2 ANSYS的基本优化方法64-65
• 5.1.3 优化设计数学模型建立的原则65-66
• 5.2 简单的车架纵梁优化设计模型的建立66-71
• 5.2.1 构建参数化有限元模型66-67
• 5.2.2 生成分析文件67-69
• 5.2.3 定义优化变量69-70
• 5.2.4 设置并运行优化70-71
• 5.3 优化结果及分析71-72
• 5.3.1 优化变量的变化分析71
• 5.3.2 车架弯曲刚度的变化分析71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第六章 全文总结73-74
• 参考文献74-77
• 摘要77-79
• ABSTRACT79-81
• 致 谢81

【引证文献】

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本文编号：258323