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畢業(yè)論文（設計）開題報告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質量畢業(yè)論文 （設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設計）題目及研究領域； 2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設計）研究的內容1.重點解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）； 3. 本論文（設計）預期取得的成果。三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 2. 論文（設計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述 學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通 過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。 五、其他要求 1. 開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內完成； 2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過； 3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師； 5. 開題報告的內容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 10 一、選題依據(jù)1、研究領域 節(jié)能車車架結構優(yōu)化設計與實驗分析 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 （1） 在石油資源日益枯竭、全球石油儲藏量急劇下降的背景下，我國汽車保有量卻以平均每年 12.08%的速度增加，我國對燃油的消費需求以驚人的快速度增長， 有很大一部分依賴進口。一方面，我國汽車節(jié)油技術的應用有限，燃油的使用效率普遍不高，汽車百公里耗油約比發(fā)達國家高 20%；另一方面，機動車排放污染已經(jīng)成為我國污染物的主要來源之一。因此，汽車節(jié)油和環(huán)保問題日益突出，面對有限的石油資源和國家能源戰(zhàn)略遇到的威脅與挑戰(zhàn)，汽車節(jié)能與環(huán)保技術已成為汽車技術領域的研發(fā)熱點。豐田公司將以常熟的研發(fā)中心為主推進節(jié)能車、新能源車的國產(chǎn)化。同時， 常熟研發(fā)中心將和一汽集團、廣汽集團的合資公司研發(fā)中心組成豐田公司研發(fā)的“三駕馬車”。第十四屆上海國際汽車工業(yè)展覽會開幕，豐田汽車公司社長豐田章男在發(fā)布會上宣布了這一消息。為了進一步普及環(huán)保車型，豐田公司將以常熟研發(fā)中心為主推進節(jié)能車、新能源車的國產(chǎn)化。歐盟委員會發(fā)布了政策文件，公布了“清潔與節(jié)能車發(fā)展歐洲戰(zhàn)略（歐洲戰(zhàn)略）”，其宗旨是整合歐盟各成員國在清潔與節(jié)能車領域的資源，集成各成員國的相關技術，制定統(tǒng)一標準，聯(lián)合研發(fā)、攻關、占領世界清潔與節(jié)能車制高點。我國汽車產(chǎn)業(yè)的方針應該是節(jié)能汽車與新能源汽車并舉。發(fā)展節(jié)能汽車是當前最有效的節(jié)能減排的技術途徑，是目前的產(chǎn)業(yè)競爭的主流技術；發(fā)展新能源汽車是未來解決能源、環(huán)境問題的根本方案。關于節(jié)能汽車與新能源汽車哪個更應該受到重視的討論，在行業(yè)內已經(jīng)基本達成共識，結論是新能源汽車與節(jié)能汽車應該并舉。所謂節(jié)能汽車，是指綜合應用各類節(jié)能技術降低汽車油耗，燃料消耗量優(yōu)于現(xiàn)階段目標值的汽車；所謂新能源汽車，是指使用低碳環(huán)保的非石油燃料能源和相應的新型動力系統(tǒng)的汽車。當前政府相關部門在多數(shù)文件中認定的新能源汽車專指電動汽車與具有相當?shù)募冸婒寗永锍痰牟咫娛交旌蟿恿ζ嚒Ｓ捎谶@些新能源汽車具有從根本上擺脫汽車能源對石油依賴和實現(xiàn)行駛零排放的特點，已經(jīng)被國家確認為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。 （2） 本論文即是以節(jié)能車設計為研究基點，以降低油耗為出發(fā)點，分析車架結 構對車輛油耗特性的影響規(guī)律，為節(jié)能車車架的設計做一些從理論到實戰(zhàn)的基礎研究工作。為達到節(jié)能的目車輛在設計時必須秉承輕量化原則，而在整車質量中，作為主要承載部件的車架占了較大比例，是輕量化的首要對象，因此在滿足夠的剛度和強度的前提下縮小體積，減輕重量，使用最優(yōu)的結構和材料使整個車架達到最優(yōu)的節(jié)能效果。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 節(jié)能作為當今時代的主題之一，已經(jīng)深深地進入我們的生活。而汽車作為人們日常生活的代步工具，對其進行節(jié)能分析早已是汽車業(yè)界的研究熱點。正是在這樣的時代背景中，節(jié)能車已連續(xù)多年成為高校學子們的研究對象，中國節(jié)能車大賽迎合了時代節(jié)能的主題，為各個參賽隊伍提供了一個自我展示的平臺，同時，盡可能的激發(fā)出各項創(chuàng)新能力和理念。比賽要求統(tǒng)一采用本田低油耗 125cc 四沖程發(fā)動機，讓各參賽隊伍在一定要求下設計制作參賽車輛，在規(guī)定時間內行駛一定距離而耗油量最少。就是這樣的比賽，吸引了大批的企業(yè)、學生和社會人士參賽，各式各樣的節(jié)能車在這里出現(xiàn)，從車身材質、車身設計、內部結構等各個方面都是亮點。在節(jié)能車車架輕量化方面，有的賽車引進了更輕的碳纖維車體，甚至使用全碳纖維承載車架，也有些在車架打造的精密度上狠下功夫，最簡單的結構制作出最穩(wěn)定的車架。擁有 12 年參賽經(jīng)驗的上海同濟大學志遠車隊，卻將奪冠的秘籍定位成“細節(jié)的突破”。車身的計，他 們除了注重造型符合空氣力學原理和車身材質高硬度輕重量之外，還在設計流程的標準化上下功夫，利用自身良好的科技條件，綜合各種客觀因素，使用先進的數(shù)字系統(tǒng)對節(jié)能車的構造進行可行性分析，使數(shù)據(jù)量化，以達到做出的車身一次性成型的目標， 實現(xiàn)了整車結構的輕量化，減少了對材料的浪費。除此之外，志遠車隊還通過改變前后軸的材料和熱處理方式、使用低滾阻輪胎等細節(jié)的改造，重新確定了傳動比和大帶輪的加工方式，使得自身的節(jié)能車技術日趨完善，更加貼近節(jié)能環(huán)保的理念。所有參賽隊伍都的對車架的輕量化高度重視，因為這是節(jié)能車降低油耗的關鍵因素之一。 二、論文（設計）研究的內容 1. 重點解決的問題 （1） 車架輕量化結構的設計； （2） 車架的理論分析依據(jù)及軟件力學仿真； （3） 車架實物模型焊接。 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） （1） 根據(jù)要求車設計車架、建立三維模型； （2） 建立有限元分析模型，完成有限元分析，根據(jù)優(yōu)化結果改進模型； （3） 焊接完整車架并試驗驗證； （4） 根據(jù)實驗結果檢驗有限元模型符合度，優(yōu)化有限元模型； （5） 優(yōu)化三維模型，重新制造裝配車架； （6） 再次實驗驗證直至達到要求。3.本論文（設計）預期取得的成果 （1） 車架輕量化結構設計模型三維圖； （2） 車架的力學性能分析和軟件仿真的結果分析圖； （3） 焊接出車架的實物模型。 三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；以軟件三維建模的分析結果為依據(jù)加工實物。 2. 論文（設計）進度計劃 第 1 周：安排畢業(yè)設計主要任務，指導設計基本流程、文獻檢索方法，掌握題目所需基本知識和工具軟件； 第 2 周：文獻檢索和查重，指導文獻管理軟件使用方法； 第 3 周：完成文獻綜述，指導開題報告要求和寫作方法，指導文獻綜述格式、內容。提交文獻綜述； 第 4 周：提煉出畢業(yè)設計難點與重點，明確需要掌握的知識、技能、軟件，完 成文獻綜述，提交開題報告； 第 5 周：分解、細化內容，學習軟件對應模塊，夯實相關基礎知識，提交框架安排； 第 6 周：根據(jù)要求完成車架設計、建立三維模型 第 7 周：根據(jù)工況條件抽象車架受力狀況，完成模型簡化 第 8 周：建立有限元分析模型，完成有限元分析，根據(jù)優(yōu)化結果改進模型， 第 9 周：加工出車架，完成車架裝配 第 10 周：車架實驗驗證 第 11 周：根據(jù)實驗結果檢驗有限元模型符合度，優(yōu)化有限元模型 第 12 周：優(yōu)化三維模型，重新制造車架，實驗 第 13 周：翻譯外文學術論文， 第 14 周：撰寫說明書，生成圖紙。準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 劉成強,林連華,徐海港,黃雪濤,劉宗澤. 汽車車架有限元分析與工藝優(yōu)化設計[J /OL]. 熱加工工藝,2017,(23):199-200+204(2017-12-11).http://kns.cnki.net/k cms/detail/61.1133.TG.20171206.1838.060.html. 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Thin-Walled Structures,2007,45(7). 附：文獻綜述  文獻綜述 摘要 本次畢業(yè)設計以節(jié)能車車架為研究對象,運用Slidworks 軟件建立車架三維模型, 并對模型進行結構強度分析,根據(jù)結果進行車架的輕量化設計,并對設計后的車架進行分析和驗證。結果表明:優(yōu)化后的輕量化設計能夠滿足設計要求，達到節(jié)能目的。引言 資源日益消耗導致世界能源更趨緊張，世界各國對汽車節(jié)油的工作也越來越重 視，很多國家都把節(jié)能當作一項基本國策在實施。隨著我國慢慢進入“汽車型社會”，汽車耗能問題在能源消耗中所占的比例也在逐年倍增，并成為我國對外石油高度依存度的主要原因，中央政府將節(jié)能減排工作列入了國家重點經(jīng)濟工作的八大任務之中， 希望以此來推動全社會的節(jié)能降耗，緩解國家能源危機。發(fā)展節(jié)能車是汽車發(fā)展的趨勢，而節(jié)能車車架輕量化則是影響節(jié)能車節(jié)能的關鍵因素之一，因此我們對節(jié)能車車架的輕量化進行了研究。 主題 國內汽車設計的主要手段是用傳統(tǒng)的樣車和舊車型作參考的模式。在對車架進行分析設計時經(jīng)常會對車架進行大幅度的簡化。因為用經(jīng)典力學對其進行結構分析時， 為了能夠計算，必須把模型構造的非常簡單。這種方法不但費時費力，大多依靠經(jīng)驗， 缺乏科學性，而且也不可能針對多種方案進行評價。此外，車身車架是一個十分復雜的結構，用經(jīng)典力學的方法不可能得到精確的解答，特別是在設計的初期不會有實測數(shù)據(jù)。所以，以前的設計基本上是依賴于經(jīng)驗和類比，缺乏建立在力學特性、剛度、強度等分析基礎上的科學依據(jù)。隨著計算機技術的高速發(fā)展，汽車車架的結構設計逐漸由傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計方法轉向了現(xiàn)代設計方法。如模態(tài)試驗方法、有限元方法等。其中，有限元方法已經(jīng)成為建立有限元模型、模擬車架的主要分析途徑，并慢慢走向成熟。當前，國外各大汽車公司利用有限元軟件對車架結構進行靜態(tài)分析、模態(tài)分析的技術已經(jīng)非常成熟，其工作重心已經(jīng)轉向瞬態(tài)響應分析、噪聲分析、碰撞分析的領域。而隨機激勵響應分析可以用來對車輛的強度、剛度、振動舒適性和噪聲等方面的分析。 現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都有作為整車骨架的車架，車架是整個汽車的基體。汽車絕大 多數(shù)部件和總成（如發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、懸架、轉向、駕駛室、貨箱及有關操縱機構） 都是通過車架來固定其位置的。車架的功用是支撐連接汽車的各零部件，并承受來自車內外的各種載荷。因此，車架的靜、動態(tài)特性是其結構設計、改進和優(yōu)化的依據(jù)， 是確保整車性能優(yōu)良的關鍵因素之一。 車架作為節(jié)能車的裝配基體, 以車架為基礎將節(jié)能車的發(fā)動機、傳動部件、制動 系、轉向器以及相關的電子及電氣系統(tǒng)等各部分安裝在車架上, 形成了一個整體的節(jié)能車底盤。節(jié)能車在不同工況行駛時, 所受到的作用力最終會作用于車架上, 因此, 對車架強度與剛度要求高。然而, 車架是一個結構較復雜和不規(guī)則的部件, 采用傳統(tǒng)的力學方法難以計算其強度、剛度及自振頻率, 因而利用軟件對參賽節(jié)能車的車架進行設計和仿真分析, 為車架優(yōu)化及制作提供理論依據(jù)。 主要流程： （1） 根據(jù)要求完成車架設計、建立三維模型 （2） 根據(jù)工況條件抽象車架受力狀況，完成模型簡化 （3） 建立有限元分析模型，完成有限元分析，根據(jù)優(yōu)化結果改進模型， （4） 加工出車架，完成車架裝配 （5） 車架實驗驗證 （6） 根據(jù)實驗結果檢驗有限元模型符合度，優(yōu)化有限元模型 （7） 優(yōu)化三維模型，重新制造車架，實驗主要工作： 1） 節(jié)能車總體設計方案選擇 節(jié)能車車架的設計是為了制作完整的節(jié)能車用以參加本田節(jié)能競技大賽，因此要自主設計的同時也要滿足參賽標準，在節(jié)能車總體布置形式的確定中應該充分考慮到節(jié)能車制作的簡易性、行駛穩(wěn)定性和行駛阻力的大小。根據(jù)節(jié)能競技大賽的比賽規(guī)則,參賽車輛的車輪必須為 3 輪以上(包括 3 輪),并且要求其結構必須滿足無論在車輛停止時還是行駛時都能自行站立的條件,在綜合分析后選擇前兩輪后一輪的設計方案。這種布置行駛在以往的節(jié)能競技大賽中應用最為廣泛，其優(yōu)點為在保證較小的行 駛阻力的前提條件下，能夠很好的保證行駛的穩(wěn)定性和行駛安全性，從而提高了節(jié)能車的安全性。 由于是比賽用車，而且是駕駛員駕駛的，在設計過程中就必須考慮多種思路和方法。傳統(tǒng)汽車的設計包括汽車車身設計，發(fā)動機設計，底盤設計。汽車電器與電子設計四個大部分。因為傳統(tǒng)汽車的設計是針對乘用車、商用車，就需要加入減速器、變速箱等裝置。出于安全因素考慮，還得考慮到主動安全和被動安全，也必須強調汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、行駛平順性和良好的通過性，還有舒適度和較好的外形也是汽車設計研發(fā)中要綜合考慮的。而節(jié)能車是以競技為主，降低油耗是首要考慮因素， 確定節(jié)能車的整體設計方案后對車架進行輕量化處理是主要任務。 2） 車架的材料選擇 鋁制材料這里主要選取鋁合金，其質量較鋼材較輕，而且在設計合理的前提條件下能讓車架保持足夠的強度。鋁制材料加工方便，材料的結合可以通過鋁焊或者鉚接等方法來實現(xiàn)。鋁制材料價格便宜，與碳纖維等一些高級材料相比雖然在強度和重量方面具有一定的差距，但在價格方面卻無疑有著明顯的優(yōu)勢，從而降低了車輛的制作成本。 3） 結構設計 節(jié)能車大賽的規(guī)則中對車架有明確的要求，參賽車輛必須為三輪以上（包括三輪），要求其結構無論在停止時還是在行駛時都為三輪以上（包括三輪）結構且能自行站立，車手的身體不能超出車架等等。因此在車架的設計制造上的要求只涉及到安全方面，可以放手去做，在車架的制造階段最終要的是結構力學，用最少的材料制造出符合要求的車架，長、寬、高必須在規(guī)定的尺寸內盡量滿足，還要對車手的安全性有保障。為了滿足車架輕量化的要求。 4） 模型分析 通過在 solidworks 中建立節(jié)能車車架的有限元模型，綜合考慮了多種行駛狀況下的沖擊載荷對車架的作用，在這些沖擊破壞下對該車架進行優(yōu)化，從而改進設計結構，基于結構可靠性和有限元法對新設計車架的結構參數(shù)進行了可靠性優(yōu)化設計等等，并換用多種截面類型的梁進行計算比較，找出了滿足強度和剛度要求的最小截面積，即質量最輕的梁，從而實現(xiàn)了車架結構的輕量化而強度和剛度也有保證。最主要的是如何設計出最簡單的結構而穩(wěn)定性最好的車架。 5） 車架制作 車架是承受載體重量的關鍵部位，車架的焊縫主要承受車運行過程中的動載作用，而車架剛性大，焊接后接頭的收縮力較大，因此必須選用合理的焊接方法及工藝參數(shù)，控制線能量。焊接過程中盡量避免補焊，減少重復加熱，保證接頭強度。 在車架制作完成后則需要對車架進行驗證，通過添加載荷測量車架變形量來驗證剛度和強度是否滿足要求，進行發(fā)動機、車輪、轉向的安裝驗證可行性。在反復改良 和驗證之后制作出達到預期輕量化目標的節(jié)能車車架。總結 節(jié)能勢在必行，節(jié)能車車架的設計是為了更好的研究如何降低車輛耗油量，在本文的研究中，首先討論了節(jié)能車車架的整體設計思路以及理論油耗的影響因素，繼而對車架系統(tǒng)進行了基于輕量化目標的研究分析，主要是借助 solidworks 軟件，車架模型的建立，結構設計，有限元強度的仿真分析和優(yōu)化設計，在保證車架的強度、剛度情況下進行優(yōu)化，優(yōu)化后的輕量化設計能夠滿足設計要求，達到節(jié)能目的。