基于ansys的重型货车车架结构分析和优化研究

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1、摘要车架是汽车上重要的承载部件，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计的成败。通过有限元法对车架结构进行性能分析，在设计时考虑车架结构的优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。大型通用有限元软件ANSYS凭借其强大的分析功能和高度可靠性，在结构静力分析和动力分析以及优化设计等方面具有无可比拟的优越性。本文以某重型货车车架结构为研究对象，通过对Pro／E和ANSYS软件的学习、消化与吸收，采用实体单元，对车架结构的有限元建模、车架结构的静、动态特性分

2、析问题进行了研究。以实体单元为基础创建了车架结构的拓扑优化模型和简单的尺寸优化模型，以车架的纵梁截面尺寸为设计变量，以车架结构的总体积最小为优化目标，对车架纵梁的截面尺寸进行优化并分析了优化结果。阐述了应用ANSYS进行结构优化设计的基本指导思想及方法，推广到解决以板壳单元为基础的车架优化问题，根据实际需要调整优化的设计变量、状态变量以及目标函数。通过对某重型货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：重型货车车架；ANSYS；模态分析；拓扑优化ABSTRACTFrameisasanimp

3、ortantassemblybearingloadsofanautomobile，whichallkindsof10adswillpassto，andasaresulttheperformanceofframestructureaffectswhethertheautomobiledesignissuccessfulornot．Usingfiniteelementmethodtoanalyzeautomobileframestructureandtotakeframestructureoptimizationintoaccountma

4、kessenseinimprovingautomobileperformance，reducingthecostofdesignandautomotivemanufactureandincreasingcapabilityofmarketcompetition．ANSYSSOfhVaretakesonunexampledadvantagesinstaticanalysis，dynamicanalysisandoptimizationdesignetcbyrightofitspowerfulanalysisfunctionandhigh

5、reliability．ThroughstudyingPro／EandANSYSsoftwaretheFEAmodelofaheavytruckwithsolidelementsWasbuilt．Basedonthemodelthestaticanddynamicperformanceofthetruck’Sframestructurewasstudied．Atopologicaloptimizationmodelandasimpleoptimizationmodelwasbuiltbasedonsolidelements．Witht

6、heobjectionthatthevolumeoftheframeisminimal，thecarlingsectiondimensionswasoptimizedandtheresultsofoptimizationWasanalyzed．Thispaperanalyzestheprinciplesandmethodsofoptimizationdesign，whichCanbegeneralizedtoshellelementmodel．Thedesignvariables，stateVadablesandobjectivefu

7、nctionscanbeadjustedtomeettheactualneeds．Throughthefiniteelementsimulationandoptimizationofaheavytruckframestructuresomeusefulconclusionshasbeengotforthedesignoftheframe．KEYWORDS：heavytruck’Sframe，ANSYS，modalanalysis，topologyoptimization重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本

8、人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的