基于结构优化设计的全地形车车架轻量化研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120802406重庆理工大学硬士学位论文基于结构优化设计的全地形车车架轻量化研究研究生:娄威振指导教师:陈旭教授学位类型:学术学位学科专业:车辆工程研究方向:产品数字化设计方法与技术培养单位•.车辆工程学院论文完成时间:2015年3月25曰论文答辩曰期:2015年5月30曰重庆理工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人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果.涂文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品=对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，

2、均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名:日期:年r月八日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆工学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□,在_年解密后适用本授权书。2.不保密k作者签名:日期:>//年r月“日导师签名：日期：年月日CategoryNumber：

3、LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：50120802406Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyTheStudyonLightwightofATV’sFramebasedonStructureOptimizationPostgraduate:LouWeizhenSupervisor:Prof.ChenXuDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:VehicleEngineeringResea

4、rchDirection:DigitalproductdesignmethodsandtechniquesTrainingUnit:InstituteofvehicleengineeringThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May30,2015摘要摘要全地形车，也称为沙滩车，英文缩写名ATV，是一种全新概念的车型，穿越性能好，它的行驶路况通常比较恶劣。全地形车车架作为全地形车整车主要的承载部件，不仅要承载全地形车的整车载荷，还要承受来自路面不平度等引起的外部载荷。这就要求全地形车车架要有足

5、够的强度和刚度，而且质量越轻越好。在能源危机的国际背景下，为提高车辆的整车性能和燃油经济性，本文以某全地形车车架为研究对象，在保证其强度、刚度和一阶模态频率的前提下对其开展轻量化设计，具体工作主要有四个部分：首先，分析该全地形车整车结构，在建立车架三维几何模型的基础上，利用HyperMesh建立车架有限元模型；其次，分析该全地形车的使用工况，基于RADIOSS求解器，对车架的纯弯曲工况、极限扭转工况（文中包括左前轮悬空工况和右后轮悬空工况）以及紧急制动工况进行有限元静力学分析，并且根据静态分析结果评估车架强度和刚度的使用情况；再次，基于RA

6、DIOSS求解器，对车架进行有限元自由模态分析，并且根据模态分析的结果从发动机激励和路面不平度等角度评估车架的动态性能；最后，根据车架静动态分析结果确定约束条件，灵敏度分析结果确定设计变量，以车架质量最小为目标函数，基于HyperStudy软件平台建立车架结构优化数学模型，选择ARSM优化算法进行优化计算，最终优化结果显示车架结构减重4.997kg，实现了车架的轻量化设计，并根据优化结果对优化后的车架进行了校核。关键词：ATV，轻量化，有限元，静力学分析，自由模态分析，结构优化IABSTRACTABSTRACTTheall-terrainv

7、ehicleasabrandnewstyleofvehiclewasalwayscalledsandybeachvehicle,abbreviationnameisATV，It'shasabetteroff-roadperformance,andit'susuallyabadroadtravel.All-terrainvehicleframeasthevehicle’sthemaincarryingpart,notonlytocarrythevehicleload,butalsobeartheexternalloadcausedbyther

8、oadsurfaceroughness.Thisrequiresthatall-terrainvehicleframeshouldhavesufficientstrengthan