配备钢板弹簧系统客车开发研究开题报告

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1、开题报告1.课题来源本课题来源于东风扬子江汽车（武汉）有限责任公司，目的是在该公司生产的配备钢板弹簧系统的普通城市客车的基础上开发匹配空气悬架系统的高级客车WG6.2(代名词)。以新产品WG6.2型客车车架为对象，讨论了利用UGNX、NXNastran对车架在典型工况下车架刚度和强度求解分析处理；最后根据有限元分析的结果对该客车的车架进行评估，为车架结构设计的改进提供了更为准确可靠的理论依据。2.研究内容和和意义2.1.主要研究内容和意义本文主要完成了：（1）介绍了三维CAD设计软件和设计方法，说明了三维软件在现代产品设计中的越来越广泛的应用，然后基于UG

2、软件的对空气悬架客车车架设计建模。（2）介绍了有限元的概念、原理及分析的基本思路，说明了有限元法在车身结构分析中的应用，然后以WG6.2型客车为具体分析对象，讨论了利用UGNX、NXNastran求解处理，以及用ANSYS软件来验证对比。将几何模型转化成可供分析计算的有限元模型，并对分析中涉及到的梁单元作了详细的介绍。接着采用有限元软件结合客车在实际运行中可能出现的多种典型工况，如直线匀速行驶，路面高低不平出现单轮瞬间悬空，紧急制动等工况，研究了相应载荷及边界约束条件施加的实现方法，分析了车架结构强度、刚度。最后根据有限元分析的查询结果对该客车的车架进行评

3、估，为车架结构设计的改进提供了更为准确可靠的理论依据。2.2.研究途径和技术路线本课题拟采用的研究方法⑴研究分析配备钢板弹簧系统客车的结构特点，并在此基础上开发匹配空气悬架系统的车架WG6.2客车车架，利用UGNX4.0的建模功能，建立车架的三维几何模型,匹配校核。⑵形成有限元计算模型：依托大型有限元分析软件UGNX4.0，根据客车车架的特点，确定单元类型，划分网格、确定支承及边界条件，注意模型中各种支承等，形成计算所需的有限元模型。⑶确定需要计算的各种工况，以及载荷如何选取和加载，选择有限元软件UGNX4.0、NXNastran求解处理，以及用ANSYS

4、10.0软件做验算对比，上机进行计算分析模型结构。⑷修改计算模型：根据分析结构获得的位移、应力、应变等参数重新修改更新模型。进行各种局部和整体的试验和验算。⑸对分析计算的结果进行整理，给出对研究对象结构设计方案的评估结论。1.汽车设计有限元分析现状国内对汽车结构件的设计与研究，已从主要依靠经验设计发展到应用有限元法进行计算和分析阶段。实践证明，有限元法是一种有效的数值计算方法，利用有限元法分析得到的结构位移场和应力场，可以作为结构设计的原始判据或作为结构改进设计的基础。采用有限元法之后，能比较准确和迅速的计算出各种设计方案的结果。因此，有限元分析(FEA)

5、目前已成为汽车设计与研究中的一个重要环节。有限元软件是有限元分析的重要组成部分，随着有限元技术的推广，各种分析软件也随之被开发出来。大型的通用有限元软件有UGNX、ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、ADINA、COSMOS、MARC等，它们的特点是功能强大，能够进行较为精确的结构分析，已经成为结构分析中强有力的工具，国内外研究者利用这些软件进行了多领域的研究。在汽车工业领域，有限元软件也得到了多方面的应用，并取得了丰富的研究成果。有限元技术的不断丰富和完善，使模型的规模从最初的几十、几百个简单的单元发展到了如今的几万甚至是几十万个单元，分析对象也由

6、以前的静态应力发展到汽车的动态响应、空气动力学计算、噪声、优化设计、汽车碰撞和被动安全性的研究。应用大型的有限元软件，建立汽车的有限元模型，进行汽车的动静态分析，完成汽车的优化设计，已经成为各大汽车公司普遍采用的一种手段。“美国福特汽车公司在70年代就使用NASTRAN软件，用板、梁单元进行车身的有限元静态分析，找出高应力区，并改进应力分布。日本五十菱汽车公司在80年代末已将CAE应用到车身设计的各个阶段，从最初设计阶段的粗略模型到设计中、后期的细化模型，分析的范围包括强度、刚度、振动、疲劳、碰撞及形状和重量的优化。”进入90年代有限元分析得到了更为广泛的

7、应用。美国通用汽车公司在通用有限元程序的基础上自主开发了后处理程序，将发动机和道路激励载荷集成到数据库中，进行汽车对发动机和道路激励的响应分析和改进，大大简化了分析过程。日本尼桑汽车公司利用有限元分析仿真来带动整车性能的优化，其分析中使用的模型己经包括悬架、发动机、轮胎和转向机构。20世纪80年代以来，国内汽车行业已开始将有限元应用于车架强度计算。目前，利用有限元法进行的汽车结构分析包括很多方面，大到车身、车架，小到汽车各零部件，如车门、发动机连杆等的分析和研究。近几年来，国外的研究领域还进一步拓展到了利用有限元法进行车身内的声学设计。通过车身内声模态与整

8、车模态的耦合，评价乘员感受的噪声并进行噪声控制。福特汽车公司曾利用