客车车架结构优化设计

《客车车架结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第31卷第9期2008年9月合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNAL0FHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYV01．31NO．9Sept．2008客车车架的结构优化设计鄢月(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001)摘要：文章以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，以某型大客车车架为例，根据对车架的静态强度、刚度和模态特性的分析结果，对车架局部进行了改进设计和中段纵粱的截面尺寸的设计优化，建立了中段纵梁的力学模型、优化参数模型及有限元模型，采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序，用ANSYS软件中的零阶优化方法

2、获得最优设计；另外对车架主要结构进行了拓扑优化，优化结果使纵梁结构节省了部分材料。计算结果表明，该优化设计的方法可广泛应用于车架的优化设计工程。关键词：客车车架；有限元；改进设计；设计优化；拓扑优化中图分类号：U463．82文献标识码：A文章编号：1003—5060(2008)09—1395-04StructureoptimizationdesignforthebusframeYANYue(AutomobileandTrafficEngineeringCollie，LiaoningUniversityofTechnology，Jinzhou121001，Chi

3、na)Abstract：Thepapercombinesfiniteelementstructureanalysiswiththeoptimizationalgorithm，andabusframeistakenasanexample．AccordingtOtheresultsofbusframestaticstrength，rigidityandmodecharacteristics，someimprovementsinthedesignoflocalpartsoftheframearemade，andthesectionsizeofthemiddleton

4、gitudinalbeamisoptimized．Themechanicalmodel，optimizedparametermodel，andfiniteelementmodeIofthemiddlelongitudinalbeamarealsoestablishe&TheoptimizationdesignprogramiswrittenbyusingtheANSYSparametricdesignlanguage，andtheoptimumdesignisobtainedwiththezero-ordermethod．Furthermore，topolog

5、yoptimizationofthemainpartsofthebusframeiSmade。SOthatsomematerialsofthebusframeweresavedbytheoptimization．Theresultin—dicatesthattheoptimaldesignmethodisefficient．anditcanbeappliedextensivelyintheframeopti-mizationdesign．Keywords：busframe；finiteelement；improveddesign；designoptimizat

6、ion；topologyoptimization减轻汽车自身质量一方面节约了原材料，降低了生产成本；另一方面也降低了燃油消耗，减少了排放，有利于环保Ⅲ。因此设计出质量轻而各方面性能又达到要求的车架是一项重要任务。1车架的局部结构改进和设计优化型，应用ANSYS软件对该车架进行静态和动态分析可知，该车架在强度和刚度等方面能够满足动静态的设计要求。一般的有限元分析过程包括建立几何模型、定义载荷、求解和解释结果。如果求解结果表明有必要修改设计，就必须改变模型的几何形状及其他参数‘2

7、。图1所示是该客车车架的有限元模围1客车车架的有限元模型收稿日期：2007-09—1

8、8；修改日期：2007—11—22作者简介：鄢月(1980一)，女，辽宁锦州人，辽宁工业大学讲师万方数据1396合肥工业大学学报(自然科学版)第31卷在动强度分析中，最大应力集中在车架中段纵梁和后段纵梁的弧形连接部位，应力大小与材料的屈服应力接近，而车架的中段纵梁应力分布较小，且大大低于极限强度。基于车架的这一特点，对该车架局部进行了改进设计和中段纵梁的优化设计。1．1车架的局部改进设计针对车架中段纵梁4和后段纵梁1连接部位的局部应力较大，在该车架的中段纵梁4和后段纵梁1的连接处的底部焊接一个托架2，结构如图2所示。托架的宽度和纵梁的宽度相同，厚度为6．5iT

9、trrl，托架的口、b长度分别为160