载重货车车架设计及有限元分析开题报告

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1、设计（论文）题目载重货车车架设计及有限元分析设计（论文）类型（划“J”）工程设计应用研究开发研究基础研究其它V一、本课题的研究目的和意义汽车车架作为重型载重汽车的基体，支承着发动机、离合器、变速器、转向器、驾驶室、和货箱等所有簧上质量的有关机件。并且使用条件十分恶劣受力状况非常复杂，承受着来自车内外的各种力和力矩。同时载货汽车行驶路况复杂车架在各种载荷作用下，将发生弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。因而车架应该有足够的刚度、强度和足够的可靠性与寿命。车架刚度不足会引起振动和噪声，也是的汽车的舒适性和操作稳定性下降。同时汽车的扭转你刚度不宜过大，否则将使车架

2、和悬架系统的载荷增大并使汽车车轮的的接地性变差。因此在车架设计时要充分考虑这些问题。传统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力及变形情况，利有限元法正好能够解决这一问题。同时利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。从设计上避免车架出现共振的现彖。通过对车架结构的优化设计，可以进一步降低车架的重量，在保证车架性能的前提下充分的节省材料，对降低车架的成木具有重要的意义。通过木次设计要熟练掌握载重汽车车架的设计流程及车架设计参数确定，同时更好的提高自己的二维三维作图能力和有限元分析能力。建立车架结构有限元分析的规范化步骤，为将有限元技术应用

3、于车架设计做好基础性工作。通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计提供参考。对所研究的车架进行结构的静、动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。最后对车架的设计做出优化，尽量做到轻量化，提高车架的强度。同时尽可能的节省成本。二、本课题的主要研究内容（提纲）1.了解熟悉目前国内各种重型货车底盘种类，借鉴以往经验结合目前国内路况设计车架总成结构。确定车架的总成参数，对车架纵梁参数，横梁参数计算。对总体车架进行强度刚度等校核。符合设计标准。做出三维模拟图。2.对车架在各种典型工况下受到的载荷进行分析，根据受到的载荷信息结合ANSYS有限元分析软件对车

4、架进行静态和模态分析。3.根据有限元分析结果对车架进行适当的优化。三、文献综述（国内外研究情况及其发展）早期汽车所使用的车架，大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的，也就是在两支平行的主梁上，以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。车体建构在车架之上，至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等饭件，则是另外再包覆于车体Z外，因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。这种设计的最大好处，在于轻量化与刚性得以同时兼顾。由于钢骨设计的车架必须通过许多接点来连结主梁和副梁，加之笼状构造也无法腾出较大的空间，因此除了制造上比较复杂、不利于大量生产。随后单体结构的车架在车坛

5、上成为主流，笼状的钢骨车架也逐渐改由这种将车体与车架合二为一的单体车架所取代，这种单体车架一般以“底盘”称Z。关于单体车架，简单的说就是将引擎室、车厢以及行李厢三个空间合而为一,这样的好处除了便于大量生产，模组化的运用也是其中主要的考虑。通过采取模组化生产的共用策略，车厂可以将同一具车架分别使用在数种不同的车款上，这样也可节省不少研发经费。除了有利于共用，车体车架也可以通过材料的不同来发挥轻量化的特性，铝合金是80年代末期相当热门的一种工业材料，虽然重量比铁轻，但是强度却较差,因此如果要用铝合金制成单体车架，虽然在重量上比起铁制车架更占优势，但是强度却无

6、法达到和铁制车架同样的水准。除非增加更多的铝合金材料，利用更多的用量来弥补强度上的不足。不过这样一来，重量必然会相对增加，而原木出于轻量化考量而釆用铝合金材料的动机，当然也就失去了意义。也正因为这个原因,铝合金车架在车坛上并未成为主流，少数高性能跑车或是使用了强度更高的碳纤维，或是用碳纤维结合蜂巢状夹层铝合金的复合材料取代了铝合金。但是要用碳纤维制成单体车架，在制作上相当复杂口费时，成本也相对更高，所以至今仍无法普及到一般市售车上，而仅有少数售价高昂的跑车使用，这些是不可能用在载重货车上的。尽管铝合金车架鲜有车厂使用，不过用钢铁车架搭配铝合金鞭件的方式，

7、近年来却受到不少车厂的重视，这样的结构不仅可以保留车架本身的强度，同时也可以通过飯件的铝合金化來取得轻量化效果，在研发成本上自然也不像碳纤维制的单体车架那样昂贵。载货汽车行驶路况复杂车架在各种载荷作用下，将发牛弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。目前国内商用车车架设计开始从原有的单纯经验设计进入优化设计阶段，主要特点是以有限元计算分析等手段辅助设计，在零件试制之前对产品就有了初步判断，可以提前解决相当数量的设计问题，但目前有限元分析还只局限在强度计算方面，寿命计算做的较少再有一点就是目前国内车架的开发很少经过台架强度和寿命试验，而目前国内各汽车生产厂车架台架

8、试验所需的硬件应该没有问题，主要问题缺少参数输入方面的积累。另外，由于目前国内还