1、大连理工大学 2004 年 加入收藏 获取最新 【摘要】：在汽车结构设计中，有限元分析法已经成为必备的技术手段。由于大量的计算量和分析步骤， 郑鑫 大客车车架结构的有限元分析及优化设计对车架进行直观的线性分析将是十分困难的。ANSYS 软件的有限元分析程序能够将其离散为无数的元素单元，从而方便地进行分析、计算、优化结果。作者通过使用 ANSYS 单元库提供的元素单元建立车架的有限元模型。本文中所有的分析运算、数据优化都是通过APDL 语言来完成的。另外，用 ANSYS 软件对某型客车车架进行了有限元动态分析，给出了车架的动态特征信息，为车架的设计及优化提供了有效的参考依据。研究了 ANSYS的
2、二次开发问题，介绍了 ANSYS 的语言 APDL(ANSYS Parametric Design Language)。该论文工作的主要创新点在于将参数优化技术引入到汽车结构的优化设计中，通过对参数优化设计结果的分析一方面可以直接为结构的设计提供理论依据，另一方面也为结构参数优化设计模型的建立提供重要的参考。总之，该文研究的参数优化方法是结构优化设计理论方法的一个重要发展，将其运用到汽车结构设计将具有重要的理论意义和实用价值。【关键词】：车架 有限元分析法 ANSYS APDL 优化计算 【学位授予单位】：大连理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2004【分类号】：U469【DOI】：
3、CNKI:CDMD:2.2004.094747【目录】： 摘要 3-9 前言 9-10 1 绪论 10-12 1.1 大客车在国内的发展状况 10 1.2 有限元分析法 10-12 2 有限元分析的发展现状与展望 12-15 2.1 FEA 概述 12 2.2 FEA 国际发展趋势 12-14 2.3 FEA 国内发展状况 14-15 3 优化设计 15-22 3.1 优化设计概述 15 3.2 优化数学模型的构成要素 15-17 3.3 建立数学模型需要注意的问题 17-18 3.4 参数优化方法适用范围 18-20 3.5 选择优化方法的标准及有关经验 20-22 4 ANSYS 软件介绍
4、及有限元分析步骤 22-28 4.1 ANSYS 软件介绍 22-23 4.2 ANSYS 的分析步骤 23-28 4.2.1 前处理 23 4.2.2 求解 23-26 4.2.3 后处理 26-27 4.2.4 ANSYS 软件的特点 27-28 5 ANSYS 软件优化功能及 APDL 语言 28-36 5.1 ANSYS 参数化分析功能 28 5.2 APDL 语言介绍 28-30 5.3 ANSYS 软件优化设计的过程与步骤 30-35 5.3.1 优化设计的相关概念 31-33 5.3.2 优化过程具体分析步骤 33-35 5.4 应用程序开发过程中的关键技术 35-36 6 客车
5、底盘车架综述 36-43 6.1 客车底盘的种类 36-37 6.2 客车车架综述 37-43 6.2.1 车架的功用 37-38 6.2.2 对车架的要求 38 6.2.3 车架类型的选择 38 6.2.4 车架宽度的确定 38-39 6.2.5 车架纵梁型式的确定 39 6.2.6 车架横梁型式的确定 39-40 6.2.7 车架的受载分析 40-41 6.2.8 纵梁的弯矩计算 41 6.2.9 车架纵梁抗弯刚度校核 41-42 6.2.10 车架的扭转刚度 42-43 7 车架结构的动态分析 43-50 7.1 大客车实例主参数 43 7.2 模态分析的必要性和作用 43 7.3 大客
6、车车架的动力学模型建立和分析 43-50 7.3.1 模型建立 43-45 7.3.2 振型分析及讨论 45-48 7.3.3 结论分析 48-50 8 车架结构数学模型的建立 50-59 8.1 模型建立准则 50-51 8.2 有关方程及参数介绍 51-56 8.3 通过应力分析对车架的改进意见 56-59 9 客车车架结构设计中的结构优化设计 59-68 9.1 客车车架几何模型的特点 59 9.2 客车车架优化方法 59-61 9.2.1 车架结构优化的优化变量 59 9.2.2 利用车架结构有限元模型进行优化的一般过程 59-60 9.2.3 客车车架总质量的优化 60-61 9.3
7、 APDL 程序命令流 61-63 9.4 数据分析 63-67 9.5 结论分析 67-68 10 客车车身局部部分的有限元分析 68-72 10.1 问题的由来 68 10.2 APDL 命令流 68-71 10.3 结论分析 71 10.4 对于优化的进一步思考 71-72 11 总结与展望 72-73 11.1 全文总结 72 11.2 有限元技术和优化方法在汽车工程中应用展望 72-73 参考文献 73-74 致谢 74-76 下载全文 更多同类文献 CAJ 格式全文 (本文按 0.5 元/页收费，欢迎： 购买知网卡、在线咨询) CAJViewer 阅读器支持 CAJ,PDF 文件格
8、式 出国英语，你会说真英语吗，快来测测吧！ 圣智科学教育教材 当当网正版独家 75 折【引证文献】中国硕士学位论文全文数据库 前 8 条 1 尹茂华;半承载式客车车身有限元分析 D;山东理工大学;2008 年2 孙海霞;前排料搅拌车车架结构强度有限元分析 D;青岛大学;2007 年3 张远波; 风冷式 CPU 散热片的热分析及其优化设计D;华中科技大学 ;2006 年4 叶勤;轻型载货汽车车架有限元分析与优化 D;武汉理工大学;2007 年5 殷小霖;基于有限元法的车架轻量化设计 D;武汉理工大学;2007 年6 陈孟华;基于虚拟样机的轿车盘式制动器噪声的研究 D;武汉理工大学;2006 年7
9、 杨越凯;某轿车车身有限元建模及静动态特性分析 D;东北大学;2006 年8 王存杰;大型散装物料半挂运输车有限元分析及改进 D;广西大学;2006 年【共引文献】中国期刊全文数据库 前 10 条 1刘天云,吕克顺,赵国藩;钢筋混凝土框架结构的可靠性分析J; 大连理工大学学报;1998年 02 期2 江正方;振动对电视发射机的影响及对策 J;电视技术;1997 年 05 期3 张益群;立式机组动态力谱分析初探 J;大电机技术;1998 年 05 期4罗水亮,陶果; 用大型有限元软件 ANSYS 处理电法测井的电磁场问题J;测井技术;2004年 06 期5 李杰,徐岳,郑凯锋;连续刚构桥双薄壁墩
10、参数优化研究J;公路;2004 年 04 期6邵军,程华,徐军;遗传算法在结构可靠性优化中的应用J;四川建筑科学研究;2001 年 02期7 华宏星,翟祖清,傅志方;粘性阻尼系统频响函数计算方法J; 工程力学;1999 年 04 期8 向红; 产品与运输包装的“理想设计过程”J;包装工程;1998 年 05 期9陈威,刘钢,陈维民;冲床隔振基础双自由度力学模型的建立与解析J; 锻压技术;2001 年04 期10 廖君;汽车前后舱盖有限元模态分析研究J;装备制造技术;2007 年 11 期中国重要会议论文全文数据库 前 10 条 1杨景云;中医药微生态学的研究现状A;中国畜牧兽医学会动物微生态学
11、分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年2李楠;倪学勤;潘康成;宿主依赖型蛭弧菌的发育过程及其影响因素A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年3王雅玲;柴同杰;真菌气溶胶的研究进展A; 中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年4丁轲;程安春;乳酸杆菌表达系统的研究进展A; 中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年5程安春;汪铭书;豆文波;徐超;廖永洪;朱德康;禽流感病毒结构特征及致病性的分子基础和公共卫生意义A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;
12、2004 年6程安春;汪铭书;陈孝跃;朱德康; 黄城;刘菲; 周毅;郭宇飞; 刘兆宇;方鹏飞;我国鸭疫里墨氏杆菌血清型调查及新血清型的发现和病原特性研究A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年7严琳;牟帆;陈焕春; 重组猪白细胞介素 2 在小鼠模型中对伪狂犬病毒弱毒疫苗的佐剂效应A; 中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年8汪铭书;程安春;陈孝跃;刘兆宇; 方鹏飞;郭宇飞; 血清 7 型鸭疫里墨氏杆菌在我国的发现及其病原特性研究A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年9朱德康;
13、程安春;汪铭书;五种血清型的鸭疫里默氏杆菌外膜蛋白特性比较及其免疫原性的研究A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年10刘菲;程安春;汪铭书;宋涌;廖永洪;袁桂萍; 韩晓英;徐超;鸭瘟病毒强毒株在急性人工感染成年鸭体内分布规律的研究A;中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集C;2004 年中国博士学位论文全文数据库 前 10 条 1 邓寅喆; 超小型无人旋翼机 XZ03 飞控系统的机械电子学设计研究D;上海大学;2008 年2 吴鹏;板系结构拓扑优化及其在液压机底座设计中的应用研究D; 燕山大学;2008 年3 丁彦闯;铁路车辆结构
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15、机械传动部分的关键技术研究D; 重庆大学;2008 年中国硕士学位论文全文数据库 前 10 条 1 张鑫; 基于 ANSYS 的复合材料仿真分析D;西安电子科技大学;2009 年2 张萌;基于交通事故处理的车辆参数查询系统的开发 D;长安大学;2008 年3 孙作振;随机参数结构随机特征值分析 D;吉林大学;2009 年4 孔祥泉;斗轮机金属结构有限元分析及优化设计 D;吉林大学;2009 年5 杨德友; 电力系统低频振荡关键线路 /母线辨识与控制研究 D;东北电力大学;2009 年6 张红; SCARA 机器人小臂结构特性分析D;天津大学;2008 年7 刘驰; XK713 数控铣床关键部件
16、的静动态特性分析D;湖南大学 ;2008 年8 胡哲;基于振动方法进行复合材料力学性能检测的研究 D;武汉理工大学;2009 年9 陆丽娟;均匀载荷作用下膜基反射镜面形分析和研究 D;苏州大学;2009 年10 张军辉;大跨径连续刚构梁桥荷载试验评定与研究 D;武汉理工大学;2009 年【同被引文献】中国期刊全文数据库 前 10 条 1 张滨刚,姜正根;汽车制动过程的理论分析与试验J;车辆与动力技术;1998 年 04 期2 黄华,茹丽妙;重型运输车车架的动力学分析J;车辆与动力技术;2001 年 02 期3 林程,陈思忠,吴志成;重型半挂车车架有限元分析J;车辆与动力技术;2004 年 04
17、 期4羊拯民;孙骏; HH1012 半承载式车身的车架振动模态试验J;安徽工学院学报;1991 年01 期5旷建军,林周布,张文雄,陈为;电力电子器件强制风冷用新型散热器的研究J;电力电子技术;2002 年 02 期6廖日东;王健;左正兴;冯慧华;有限元技术在载货车辆车架分析中的应用 J;车辆与动力技术;2006 年 02 期7 徐敦舸,高卫民,李涛;轿车正面碰撞有限元仿真模拟建模J; 城市车辆;2001 年 05 期8陈全世，宋云，王霄锋; EV 6580 电动汽车车身车架的有限元结构分析 J;北京汽车;1996 年 04 期9尤红兵,孙建恒,刘聪慧; ANSYS 的二次开发及其在土石坝有限
18、元分析中的应用J;河北农业大学学报;2002 年 S1 期10郑家杰,孟春玲,张力;汽车制动控制系统的技术进展J;北京工商大学学报(自然科学版);2005 年 05 期中国博士学位论文全文数据库 前 1 条 1 石琴;基于现代设计理论的车身结构设计方法研究 D;合肥工业大学;2006 年中国硕士学位论文全文数据库 前 10 条 1 张健;汽车驱动桥振动噪声研究 D;重庆大学;2005 年2 张宏伟;客车车身结构有限元分析 D;大连理工大学;2006 年3 李娜;铝合金车体组合优化设计 D;大连铁道学院;2003 年4 谷叶水;客车车身骨架结构有限元分析与研究 D;合肥工业大学;2005 年5
19、王皎;重型特种车车架强度分析及其轻量化问题研究 D;武汉理工大学;2005 年6 杜海珍;汽车典型结构拓扑优化方法及应用研究 D;长沙理工大学;2004 年7 董振国;半挂牵引车车架有限元强度分析 D;青岛大学;2005 年8 余传文;重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化 D;吉林大学;2005 年9 苏恩生;汽车驱动桥壳的有限元建模与分析 D;吉林大学;2005 年10 贾宏禹;材料的粘弹性对摩擦片振动与制动噪声的影响研究D; 武汉理工大学;2003 年【二级引证文献】中国期刊全文数据库 前 1 条 1 夏青松;轿车车身分析模态与试验模态对比研究J;汽车科技;2008 年 01 期中国硕士
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21、抖动仿真平台开发与研究 D;南京航空航天大学;2007 年【相似文献】中国期刊全文数据库 前 10 条 1 施俊;浅谈汽车车身与车架J;世界汽车;2004 年 02 期2 孙婉娟; 第七讲 轿车车架J;公路与汽运;1995 年 03 期3 李瑞源;硬和轻的哲学 车架知识 (上)J;汽车实用技术;2004 年 11 期4 王立宽;卡玛兹汽车高强度车架 J;世界汽车;1994 年 01 期5 方园;车架创新J;中国自行车;1999 年 04 期6 李东生;车架整体前管的工艺及其模具 J;模具工业;1990 年 07 期7李志兵,朱茂桃,何志刚; CAE 技术在皮卡车车架危险截面的研究与改进中的应用
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27、载力和延性的研究 D;西安理工大学;2007 年10 郭鹏; Hopfield 神经网络及其在电厂中的应用研究 D;华北电力大学（河北）;2004 年中国硕士学位论文全文数据库 前 10 条 1 郑鑫;大客车车架结构的有限元分析及优化设计 D;大连理工大学;2004 年2 高光波; SX2190E 型越野车整体车架结构的有限元分析 D;北京化工大学;2005 年3 陈德玲; YBL6100C43aH 客车车架有限元分析与试验研究D;南京理工大学;2003 年4 赵峰; BJ3043E 型自卸汽车车架静动态有限元分析及结构改进 D;山东大学;2005 年5 刘雪峰;摩托车车架的有限元分析 D;吉林大学;2004 年6 王惠青; BJ2027 型皮卡车车架的有限元分析 D;大连理工大学;2003 年7 刘义; 基于 ANSYS 的水下结构声学优化设计技术D;西北工业大学;2004 年8 吴杰民; ABM 在汽车制造企业的应用研究D;武汉理工大学;2003 年9 李博;高速斥力机构及故障电流快速监控装置的研究 D;大连理工大学;2006 年10 岳宏伟;车架装退套机结构研究及运动仿真 D;武汉理工大学;2005 年
