毕业设计（论文）开题报告-某货车车架轻量化设计

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1、yS拧HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY本科毕业论文（设计）开题掖告论文题目某货车车架轻量化设计班级姓名院（系）汽车工程学院导师1•课题研究的目的和意义汽车问世百余年来，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的大发展以来,汽车为世界经济的大发展、为人类进入现代生活产生了无法估量的巨大影响。今天，在发达国家，汽车的普及己经达到很高的程度，在美国平均每个家庭拥有各种汽车2、3辆；虽然中国的汽车人均拥有量远低于发达国家水平，但是由于屮国巨大的市场和国际汽车工业对屮国汽车工业的影响，屮国汽车工业经过50年的风雨历程，已形成一个比较完整的工业体系。任何问

2、题都有两面性，汽车工业的发展为人们带入现代生活的同时也带来了许多问题山0,例如，一、能源问题，每年汽车的石油消耗量保持在近100亿桶,并每年以一定的速度增加，而世界石油资源只能开采几十年，煤炭资源也只够开采一百来年，人类面临着严重的能源危机，节能环保成为工业领域不可避免的课题，汽车工业同样不可避免。二、环境问题，汽车每年向大气排放大约几亿吨的有害气体，占大气污染物的60%以上，被认为大气污染的“头号杀手”。汽车尾气中C02、CO、HC是大气污染的主要有害气体，特别是C02温室效应近年来倾向日趋明显。汽车作为现代化社会大工业的产物，在推动人类文明向前跃进并给人类生活

3、带来了便捷舒适的同时，对大自然生态环境的恶化也有着难以推卸的责任。FI前世界汽车的保有量超过6亿俩，毎年新生产的各种汽车约3500万俩，汽车每年的石油消耗量约占世界每年石油产量的一半以上。随着人们对环境保护的日益重视，以缓解石油资源紧缺所带来的能源危机，节能环保技术越来越多为广大汽车公司所采用，车辆轻量化是降低能量消耗的有效措施2—，资料表明，车重减轻10%,燃油消耗可降低6%-8%l3Jo普遍认为客车、货车的车架骨架质量占整车质量的60%,对于专用车，车架所占的质量比例则更大，因此减小车架质量可为车辆轻量化提供最大的潜力。轻量化还可以减少原材料的消耗，降低车辆的

4、牛产成本。本课题就是在上述背景下提出的，目的在于研究载货车车架结构使Z受力合理，等强度及等寿命设计。对重型车的车架进行以减轻自重为目标的结构优化，提出车架的轻量化方案，在保证承载能力的前提下有效降低质量，一定程度上起到节能的作用。最终达到保证载货车在性能和功能不受影响或有所提高的情况下，减轻载货车车架质量。2.国内外研究现状受到能源和环境保护的压力，世界汽车工业很早就开始了轻量化的研究。虽然应用轻金属、现代复合材料是现代车辆轻量化研究的热点之一，但是这些新材料应用在主要承载部件上的成本较高，因此在短吋间内很难普及⑷。另一方面，车辆的传统材料一一钢材，由于其强度高、

5、成木低、工艺成熟，并J4是最适于回收循环利用的材料，因此利用钢材实现轻量化的可能性备受关注。1994年,国际钢铁协会成立了由来自全世界18个国家的35个钢铁生产企业组成的ULSAB(Ulg・LightSteelAutoBody)项目组，其目的是在保持性能和不提高成本的同时，有效降低钢制车身的质量。ULSAB项目于1998年5月完成，其成果是显著的。ULSAB试制的车身总质量比对比车的平均值降低25%,同吋扭转刚度提高80%,弯曲刚度提高52%,一阶模态频率提高58%,满足碰撞安全性要求，同时成本比对比车身造价降低15%®。从1997年5月启动的ULSAC(Ultr

6、a-LightSteelAutoClosures)>ULSAS(Ultra-LightSteelAutoSuspension)和1999年1月启动的ULSAB_AVC(AdvancedVehicleConcep⑸为ULSAB的后续项目，也在轻量化研究上取得很大成W除了以上提到的国际上著名的四个轻量化项目外，全世界范围内对基于结构优化的轻量化技术也进行了大量的研究。韩国汉阳大学J.K.Shin、K.H.Lee、S.I.Song和GJ.Park应用ULSAB的设计理念和组合钢板的工艺，对轿车前车门内板进行了结构优化，成功地使前车门内板的质量减重8.72%,此技术己在韩

7、国一家汽车企业中得到应用⑼。通用汽车公司的R.R.MAYER、密西根大学的N.KIKUCHI和R.A.SCOTT应用拓扑优化技术以碰撞过程中最大吸收能量为目标对零件进行优化设计。此技术已应用到一款轿车的后围结构上〔⑼。瑞典LinkopingUniversity的P.O.Marklund和L.Nilsson从碰撞安全性角度对轿车B柱进行了减重研究。研究以B柱变形过程中的最大速度为约束变量，以B柱各段的厚度为优化变量，以质量为优化目标，实现在不降低安全性能的条件下减重25%tll]o美国航天航空局兰利研究中心的J.SobieszczanskiSobieski和SGI公

8、司的S.K