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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 豐文彥 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程B05－17 指導(dǎo)教師姓名 石美玉 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 中型載貨汽車車架有限元靜力學(xué)分析 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀 車架是汽車的重要組成部分，深入了解汽車承載特性是設(shè)計和優(yōu)化車架的基礎(chǔ)。過去設(shè)計車架多采用類比的方法，這種方法不僅費用高，設(shè)計周期長，而且也不利于對多種方案進(jìn)行評價?，F(xiàn)代的設(shè)計已發(fā)展到包括有限元法、優(yōu)化、動態(tài)設(shè)計在內(nèi)的計算機(jī)分析、預(yù)測和模擬階段。 隨著計算機(jī)的發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)了有限元法的理論研究和實際應(yīng)用。出現(xiàn)了許多的有限元應(yīng)用軟件，其中有NASTRAN，ASKA，MARC，SAP，ADINA，ANSYS等。 國外將其引進(jìn)到車架分析應(yīng)用比較早，而我國是在七十年代末才應(yīng)用到車架強(qiáng)度分析中。目前，采用有限元分析模型一般有二種：梁單元模型和組合單元模型等。其中梁單元型是將車架簡化成由一組兩節(jié)點組成的柜架結(jié)構(gòu)，其特點是節(jié)點少，計算快，但無法分析車架的應(yīng)力集中問題，而組合單元模型則是既采用梁單元也采用板殼單元進(jìn)行離散。這種模型使得車架的分析計算更為準(zhǔn)確，能為汽車設(shè)計提供更大的幫助。 車架的計算方法有：a、不考慮接頭形狀時有： 最小變形能法、Erz法、傳遞矩陣法和空間梁有限元法。b、考慮接頭形狀時有：完全法和混合法。 車架等效載荷的簡化方法有： a、貨車車廂與車架之間的作用力以集中載荷形式傳遞的。b、貨廂和車架共同承受彎曲載荷，貨廂承受能力與貨廂剛度有關(guān)。因此，在車駕應(yīng)力的有限元分析計算中考慮貨廂的剛度貢獻(xiàn)。c、貨廂的結(jié)構(gòu)形式對車架的受力影響顯著。 車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法有：a、車架結(jié)構(gòu)元件參數(shù)的優(yōu)化。b、考慮車架整體布局進(jìn)行優(yōu)化。 因此，有限元法為復(fù)雜的車架結(jié)構(gòu)分析提供重要的基礎(chǔ)，也是對車架研究十分有效的方法。同時，通過有限元分析得到的結(jié)構(gòu)位移場、應(yīng)力場等可作為車架結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)或作為必改進(jìn)設(shè)計的基礎(chǔ)。 2、目的、依據(jù)和意義 汽車作為交通運輸工具之一，在人們的生活和工作中有著十分重要的作用。在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，汽車工業(yè)也得到了快速的發(fā)展，在今天，生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)輕、性能好、質(zhì)量高、用途廣、安全性高的汽車，成為了生產(chǎn)廠家和客戶共同關(guān)注的焦點。 作為汽車總成的一部分，車架承受著來自道路和各種載荷的作用，同時它也是許多重要總成、部件的載體，所以設(shè)計出質(zhì)量輕、性能可靠的車架是一項重要的工作。用有限無法對車架進(jìn)行計算分析，就可以更加有效地設(shè)計出符合要求的車架結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的車架設(shè)計是采用類比法思想進(jìn)行經(jīng)驗設(shè)計的，設(shè)計出來的車架結(jié)構(gòu)除了部分的應(yīng)力水平較高外，大部分的應(yīng)力水平較低，而與傳統(tǒng)設(shè)計方法相比，用有限元法進(jìn)行的車架設(shè)計，可以更好地適應(yīng) 性能要求，同時減輕了車架的重量，減小了制造成本，提高了競爭力。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）選題的背景、目的及意義； （2）Pro/E、ANSYS軟件學(xué)習(xí)； （3）車架參數(shù)的選取及設(shè)計的方法步驟； （4）用Pro/E軟件建立車架整體模型，然后導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分； （5）假定汽車滿載情況下，對車架進(jìn)行彎曲、扭轉(zhuǎn)、緊急剎車、急轉(zhuǎn)彎四種工況下的受力和變形情況的靜態(tài)有限元分析。 （6）分析應(yīng)理論聯(lián)系實際，不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題，方案正確、分析合理、撰寫規(guī)范。 2、擬解決的主要問題 （1）如何利用Pro/E建模； （2）建模后，導(dǎo)入ANSYS分析軟件過程中，可能顯示這個體，沒有defined 導(dǎo)入格式為iges的問題； （2）在成功導(dǎo)入后，利用ANSYS進(jìn)行分析時，如何對載荷進(jìn)行等效簡化； （3）進(jìn)行靜力學(xué)分析時，正確找出車架所受載荷和約束的截面位置。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)查研究 學(xué)習(xí)Pro/E，ANSYS軟件 車架參數(shù)的確定 結(jié)合所選車架參數(shù)，利用Pro/E進(jìn)行建模 轉(zhuǎn)換接口 導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行靜力學(xué)分析 結(jié)合所得出的位移圖、應(yīng)力分布圖， 對車架分析 形成研究成果 四、進(jìn)度安排 （1）知識準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告 第1周—第2周（3.2-3.13）； （2）整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計說明書草稿、熟悉Pro/E、ANSYS軟件的使用 第3周—第5周（3.16-4.3）； （3）理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題，使用Pro/E、ANSYS軟件完成中型載貨汽車車架的三維設(shè)計、強(qiáng)度分析等大部分設(shè)計內(nèi)容，中期檢查 第6周—第9周（4.6-5.1）； （4）改進(jìn)完成設(shè)計、改進(jìn)完成設(shè)計說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第10周—第14周（5.4-6.5）； （5）畢業(yè)設(shè)計審核 第15周（6.8-6.12）； （6）畢業(yè)設(shè)計修改 第16周（6.15-6.19）； （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6.22-6.26）。 五、參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信．汽車設(shè)計．北京：清華大學(xué)出版社，2001.7 [2] 張洪信．有限元基礎(chǔ)理論與ANSYS應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 [3] 段進(jìn)，倪棟，王國業(yè)．ANSYS10.0結(jié)構(gòu)分析從入門到精通．北京：兵器工業(yè)出版社，2006.10 [4] 周長城，胡仁喜，熊文波．ANSYS11.0基礎(chǔ)與典型范例．北京：電子工業(yè)出版社，2007.10 [5] 黃天澤，黃金陵．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.12 [6] 孫江宏.精通Pro/E-典型實例、專業(yè)精講. 北京：電子工業(yè)出版社，2006.10 [7] 劉齊茂. 某型載貨車車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 廣西工學(xué)院學(xué)報 , 2004,(04) . [8] 馬迅,盛勇生. 車架剛度及模態(tài)的有限元分析與優(yōu)化[J]. 客車技術(shù)與研究 , 2004,(04) . [9] 劉勝乾, 顧力強(qiáng), 呂文匯. 軍用某型牽引車車架靜動態(tài)特性分析[J]. 機(jī)械 , 2006,(04) [10] 尹輝俊,韋志林,沈光烈,. 貨車車架的有限元分析[J]. 機(jī)械設(shè)計 , 2005,(11) . [11] 鐘佩思, 趙丹, 孫雪顏, 魏群. 基于ANSYS的汽車車架的建模與模態(tài)分析[J]. 機(jī)械設(shè)計與制造 , 2008,(06) [12] 沈煒良, 邊立靜, 伍建華. 重型載貨汽車車架的結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) , 2007,(03) [13] 黎西亞,李成剛,胡于進(jìn). 車架有限元分析技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 專用汽車 , 2001,(01) . [14] 林麗華, 柴俊霖. ANSYS在東風(fēng)EQ140汽車車架剛度分析中的應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古公路與運輸 , 2006,(04) [15] 嚴(yán)云. 基于ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 華東交通大學(xué)學(xué)報 , 2004,(04) [16] Cicek Karaogh N. Sefa Kuralay Stress analysis of a truck chassis with riveted joints[J]. Finite Elements in Analysis and Design，2002，38（10）：1115－1130 [17] Lakovakis V. Knotensubstrukturen. zur Analyse and Auslegung von Nutzfahrzeugrahmen Dissertateon. TU Braunschweig.1993 [18] Beemann H J.Static Analysis of Commercial Vehicle Frames:A Hybrid-finite Element and Analytical-Method.Int.j.of Vehicle Design ，1995 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日