整车环境下重型商用车车架的组合优化

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1、分类号：单位代码：研究生学号：密级：公开吉林大学硕士学位论文学木学位）整车环境下重型商用车车架的组合优化作者姓名：彭海萍专业：固体力学研究方向：结构优化指导教师：陈宇东教授培养单位：机械科学与工程学院年月整车环境下重型商用车车架的组合优化作者姓名：彭海萍专业名称：固体力学指导教师：陈宇东教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限

2、）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士或硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己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法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月屮日摘要摘要整车环境下重型商用车车架的组合优化随着我国经济的高速发展，根据生产与建设的各种需要，各地区间货物运输需求急剧增大，重型商用车的研宄与应用越来越受到

3、人们的重视。汽车发展经过一百多年风风雨雨的路程走到今天，乘用车设计师更关心的是如何让汽车更轻、更快、更安全、更环保。而商用车设计师侧重的是更安全、更平稳。而车架作为汽车的基体，通过悬挂装置、前桥、后桥支承在轮胎上，与轮胎、驾驶室、车厢有非常复杂的耦合关系，所以本文在整车环境下研宄车架的组合优化问题。本文首先简要介绍结构动态优化设计的几种方法，重点介绍了结构动态拓扑优化设计相关理论。引入动模态刚度及其灵敏度的概念，通过相关理论知识的验证，借此概念可以通过有限元后处理软件得出车架在自由模态和安装模态下的受力分布情况与变形分布情况，

4、然后通过动态拓扑优化对车架材料进行初步的再分配，得到结构更合理的车架。最后再引入广义逆优化方法，对车架进行进一步的减重。本文具体分为以下几方面内容：（建立三维模型及有限元分析模型。整车的有限元分析模型分为车架、驾驶室及其支承弹簧、车厢、前后悬架弹簧四个主要部分。由于车架是本文的主要研宄对象，将车架的有限元模型细分为主、副两个纵梁，横梁一至横梁九，九个横梁；（比较单独车架的有限元仿真结果与整车环境下车架仿真结果的区别，得出在整车环境下研究的必要性；（提出模态刚度及其灵敏度的概念，根据对整车环境下车架的模态分析，对车架进行动态拓扑

5、分析，进行第一次优化。其中动态拓扑优化采用子结构法减缩自由度，大大降低了计算量。然后引入广义逆优化，对车架进行第二次减重，得到最后优化的结构；（对优化前后的结构动态特性进行对比，得出优化的可靠性与有效性。关键词：整车环境，车架，模态分析，动模态刚度及灵敏度AbstractAbstractTheCombinatorialOptimizationDesignofframeofHeavyCommercialVehicleunderFullVehicleEnvironmentWiththehighspeeddevelopmentofo

6、urcountiy'seconomyandtheincreasingrequestoftheproductionandconstruction,cargotransportationbetweendifferentareasisincreasingrapidly,sotheresearchandapplicationofheavycommercialvehicleisplayinganincreasingimportantroleinourlife.Vehicledevelopmenthasgonethroughalotofh

7、ardship.Today，，，，，，，吉林大学硕士学位论文，目录目录第章绪论工程背景及选题意义动力特性优化设计研究现状拓扑优化研宄现状车架优化研究现状软件简要介绍本文的主要研究内容第章结构动态优化理论弓唁结构拓扑优化设计均匀化法和变密度法简介结构动态拓扑优化设计设计变量的确定动态拓扑优化设计步骤结构轻量化设计本章小结第章整车模型的建立引目整车有限元模型的建立车架驾驶室驾驶室支撑弹簧货箱结构动力总成整车结构吉林大学硕士学位论文整车模型模态分析模态分析的理论基础车架的模态分析整车的模态分析单独车架和整车环境下车架的模态比较本章小

8、结第章整车环境下车架的动态拓扑优化与轻量化设计引目减缩法动力子结构法整车环境下车架动态拓扑优化整车子结构划分车架子结构划分整车环境下车架的模态刚度灵敏度分析优化方案优化结果轻量化分析本章小结第章结论与展望驗展望作者简介第章绪论第章绪论工程背景及选题意义随着生活水平的提高，各种