寬度可調(diào)變地隙籬架型噴霧車車架有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、車架是整車核心總成之一，車輛中其他許多重要部件也以車架為安裝載體，行駛中車架還會承受各種復雜載荷綜合作用，因此車架強度和剛度在設計階段非常關鍵。鑒于車架的重要性，本文以國家863計劃處于研發(fā)中的“寬度可調(diào)變地隙籬架型噴霧車”首臺樣車車架為對象，在充分研究其整體結(jié)構(gòu)基礎上采用CATIA建立幾何模型，并借助軟件之間通用接口導入ANSYS中。在廣泛參閱相關文獻后，依據(jù)車架實際創(chuàng)建對應有限元模型。
　　 經(jīng)過載荷簡化及邊界約束確定，本文

2、分別討論了噴霧車車架模型在水平彎曲、極限扭轉(zhuǎn)、緊急制動和緊急轉(zhuǎn)彎四種典型工況下應力分布及變形情況。同時，進行模態(tài)性能分析，獲得其自由狀態(tài)下前二十階振型與固有頻率，校驗車架工作可靠性及耐久性，從整體上保證車架強度及剛度。
　　 在試驗研究中，本文參照車架試驗行業(yè)規(guī)范選擇關鍵位置安排測點并模擬水平彎曲及極限扭轉(zhuǎn)工況，對樣車車架實施相關電測試驗，評定了樣車力學性能，檢查了理論分析階段有限元模型準確性及數(shù)值計算可信度。根據(jù)ANSYS分析

3、及電測試驗數(shù)據(jù)對比可判斷，該車架總體應力小于材料強度極限，滿足設計要求。但是，從某種角度講其強度仍有較大裕值，因此經(jīng)濟性亟待改善，為車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計提供了重要理論及實際依據(jù)。
　　 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化章節(jié)，本文根據(jù)前期研究對車架進行基于輕量化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計。確定優(yōu)化方案，以總質(zhì)量為目標，在強度、剛度許可范圍內(nèi)，選擇車架重要縱橫梁截面形式、厚度等加以改進，改善了力學性能，減輕了車架自重，節(jié)約了制造原料，降低了生產(chǎn)成本。而且，依據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研

4、究成果制造出第二臺樣車完成田間及道路試驗并獲得國家權威部門檢驗報告。試驗數(shù)據(jù)表明新樣車整體運行狀況良好，證明優(yōu)化方案可以較好滿足輕量化要求，提高了產(chǎn)品經(jīng)濟性，提升了產(chǎn)品市場競爭力。
　　 綜上所述，本文創(chuàng)新地將CAD/CAE技術應用到專用車輛底盤車架結(jié)構(gòu)設計中。結(jié)合實物現(xiàn)場電測試驗及有限元方法對寬度可調(diào)變地隙籬架型噴霧車車架進行靜態(tài)性能、模態(tài)性能研究，并將研究成果直接應用于噴霧車車架結(jié)構(gòu)參數(shù)改進，為新一輪樣車制造提供指導。作為8