货柜车货柜结构有限元分析与优化设计

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1、万方数据广西大学硕士学位论文货柜车货柜结构有p艮元分析与优化设计第一章绪论1．1货柜车货柜结构有限元分析与优化设计研究概述11．1选题的研究意义及目的随着近几年物流运输行业的不断发展，物流运输这一行业蒸蒸日上，物流运输途径主要有公路运输、铁路运输、水运及航运，其中公路运输作为主要的运输方式【1】，货柜车是公路运输的主要工具，人们使用货柜车运载的货物越来越多，运送次数也越来越频繁，市场对货柜车的需求越来越大，人们对货柜车的要求也相应提高，安全性高，价格实惠，性价比高的货柜车受到大家的青睐。某公司的这款小型单层货车便宜实用，销售量一直很高，但是随着销

2、售量的增加，货车的货柜出现了越来越多的问题，严重影响了某公司的声誉以及返修所花费的大量资源。在这样的背景下，某公司特别委托作者实验室对货柜车货柜进行建模分析与优化。希望能够在的在保证变形刚度与应力强度前提下，解决货柜车货柜出现的应力集中与结构破坏问题，并且在此基础上进行结构优化。由此产生了本课题货柜车货柜结构有限元分析与优化设计项目。如今，产品更新速度快，而且质量要求高，为了能方便某单层货柜车的二次开发还能为某类型货车的二次开发提供模型基础。货柜车货柜是运输过程装载货物的载体，其安全性和可靠性一直是人们的焦点。货柜作为运载过程中非常重要的部件，它

3、的安全性对整个货车有着非常大的影响，而某单层货柜车货柜由于设计问题在使用过程会出现断裂和破损的地方，这些都是安全的隐患，不能满足人们对货柜车的安全性和可靠性需求，为了更好的改进货柜车货柜的安全性和可靠性，作者对货柜车货柜进行参数化建模及有限元分析，对存在有大应力的部件进行局部调优，然后采用ANSYS与导重法相结合的优化方式【2]对货柜车货柜结构进行自动优化得出优化结构，再次进行极限工况模拟，最后与实际情况相结合，优化货柜车货柜结构，提升货柜车货柜的安全性和可靠性。万方数据货柜车货柜结构有限元分析与优化-i．9：计1．2国内外发展概况在汽车工业蒸蒸

4、日上的今天，汽车工业已经逐步成为我国经济的重要支柱p5】，特别是载货运输汽车，货柜作为载货运输汽车装载货物的载体，是不可缺失的重要部分，但是在现在国内生产中，对货柜的应力分析不够重视，而且之前的分析软件无法有效、可靠的分析和优化结构，导致在运输过程中容易出现意外事故。但是随着近几年来计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术的不断发展，特别是有限元分析的应用，在其强大的有限元分析建模和分析计算功能的基础上，将结构优化设计方法与有限元分析结合，大大节省了优化时间，提高优化效率，优化结果显著，深受大家的称赞，对于货柜结构准确优化分析也成为

5、可能。1．2．1有限元法在汽车设计中的应用我国率先应用有限元法于汽车行业的是长春汽车研究所的谷安涛、常国振，在1977年，他们在《汽车工程》上发表了“汽车车架设计计算的有限元方法”，将有限元方法应用到汽车车架设计算中[6】；之后，随着计算机的普及和计算机性能的提升，国内硬件和软件达到要求，在计算机上做有限元分析不再是难事，有限元分析的研究内容越来越多，国内有限元法在汽车上的应用越来越普遍【7--01，如，吉林大学的张强利用参数化建模建立了车架模型，并对在ANSYS中对车架模型进行了试验和有限元分析，减少了产品的开发时间和成本[11】；清华大学的田

6、应刚、周建明等，对桑塔纳2000型轿车前悬架进行静态有限元分析，在球铰等相互运动的零件之间添加一层特殊弹性材料，利用其弹性变形来模拟有限的相对运动，对各方向载荷的敏感性进行了分析【12]；西南交通大学王卡利用有限元法分析了麦弗逊悬架结构应力和变形分布，优化麦弗逊悬架结构，提高了结构的合理性【13]。中山大学的邵超城、刘强等，对纯电动汽车汽车车架动态进行了有限元分析，用有限元法对车架进行了强度和模态分析，找出了车架上的薄弱部位【1卅；南昌大学朱峥涛等利用ANSYS仿真，模拟驱动桥壳台架试验，完成了有限元分析【15】。当前，通用适用软件之问的使用已经

7、不是主要问题，现在的主要问题是与实际工程结合的应用过程，需要考虑如何设置参数和参数化建模才能使结构符合实际结构[16-20l。国外应用有限元法起步较早，20世纪70年代，美国宇航局运用NASTRAN软件对汽车分析和开发，美国的其他几家汽车公司陆陆续续开始将软件分析引入汽车结构设计[21】，2万方数据广西大学硕士掌位论文货柜车货柜结构有p艮元分析与优化设计其中R．J．Helosh，K．Kirioka和T．Hirata等人发表了许多有限元模型分析汽车的文章122】；20世纪80年代许多外国汽车公司将CAE引进各个设计阶段，有效的提高了分析效率[23之

8、71；90年代许多汽车生产商将大型的有限元软件引进实际生产应用已是常用手段，建立汽车的有限元模型，进行汽车模型的有限元分析，完成汽车结构