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《南京理工大学》 2007年
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工程车辆车架的拓扑优化与减重设计

徐伟  
【摘要】: 在某工程车辆的试制过程中,暴露出车辆重量偏大、机动性能差等技术问题。因此在保证车辆总体性能不削弱的前提下,对其进行减重设计成为刻不容缓的研究课题。本文以此为研究背景,综合利用三维建模技术、有限元法和结构拓扑优化理论等,对车辆的副车架进行结构刚强度分析和拓扑优化,为该类车辆的总体设计和结构设计提供理论依据和决策参考。 本文对有限元法的基本建模理论、基于变密度法的结构拓扑优化算法以及车架的材料选型原则进行了论述。基于UG平台构建了车架三维实体模型,在对其结构特点和载荷状况进行分析的基础上,建立了车架的有限元模型,并进行了刚强度仿真和模态分析,对数值计算结果作出讨论。 基于副车架的三维实体模型定义了优化设计空间,在此基础上建立用于拓扑优化的车架有限元模型,进行了拓扑优化计算,并获得了优化结果。结合实际制造要求,将优化结果导入三维造型软件并进行修改,获得了车架拓扑优化三维模型。 基于拓扑优化结果,对副车架进行了结构修改设计,建立了优化方案的结构有限元模型,并对其刚强度和模态特性进行了数值仿真。通过对比拓扑优化前后的车架应力、变形和模态特性,验证了上述拓扑优化分析是行之有效的。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U462

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李响;承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 司俊德;带式输送机滚筒参数化有限元分析及拓扑优化设计[D];吉林大学;2008年
2 吴军杰;履带式排灌车驾驶室设计及拓扑优化研究[D];扬州大学;2010年
3 周姗姗;基于车身承载度的半承载式客车结构改进研究[D];吉林大学;2011年
4 汤杰;高空作业平台工作机构参数化建模与优化设计[D];南京林业大学;2011年
5 戴丽丽;高强度钢在半挂车上的应用研究[D];河北工业大学;2011年
6 侯伟;半挂车车架的拓扑优化设计与研究[D];河北工业大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 刘齐茂;某型载货车车架结构的优化设计[J];广西工学院学报;2004年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 姚成;专用汽车结构拓扑优化设计及强度分析[D];合肥工业大学;2002年
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【共引文献】
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6 黄怡;王元清;石永久;;框架—支撑钢结构抗震性能的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
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9 王健;王建宇;;洞库被覆混凝土温度应力的计算[J];四川建筑科学研究;2009年02期
10 左立;曾祥勇;;西部红层软岩地区某桥梁扩大基础有限元分析[J];四川建筑科学研究;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周传月;宗克勤;;Samcef Rotor在发动机转子动力特性分析中的应用[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
2 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
3 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
4 唐志平;胥建龙;;离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
5 胡玉梅;巢媛;;重型货车车架铆钉应力计算研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
6 王积永;宿艳彩;;桥式起重机桥架有限元模型研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
7 王得刚;赵春雨;闻邦椿;;基于HyperMesh的车身模态分析[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
8 陕小平;刘广华;邹连阳;李一心;谢宏峰;张红军;;ANSYS在顶驱减速箱设计中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
9 谢长川;徐焱;杨超;;几何非线性气动弹性及其在我国的研究现状[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
10 任艳飞;陈力奋;;磁流变阻尼器结构参数对汽车悬挂系统减振效果的影响与分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
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4 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
5 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
6 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
7 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
8 陈平录;气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究[D];浙江大学;2010年
9 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
10 徐雪峰;5083铝合金力学性能及超塑性成形数值模拟与实验研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
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5 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
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8 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
9 闫利利;起重机箱形梁的拓扑优化研究[D];郑州大学;2010年
10 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乌云其其格;廖子龙;李明;;环氧树脂/芳纶布复合材料性能研究与应用[J];工程塑料应用;2006年04期
2 惠雪梅;宋义斌;王晓洁;尤丽虹;;碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
3 廖子龙;乌云其其格;;环氧树脂/玻璃纤维复合材料性能研究与应用[J];工程塑料应用;2008年09期
4 益小苏;张明;安学锋;刘立朋;;先进航空树脂基复合材料研究与应用进展[J];工程塑料应用;2009年10期
5 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
6 蒋成武;谭继锦;孙立君;储昭淼;;客车底架有限元分析与轻量化[J];车辆与动力技术;2009年04期
7 王显会;许刚;李守成;包继英;;特种车辆车架结构拓扑优化设计研究[J];兵工学报;2007年08期
8 王颖坚;蜂窝结构在面内剪力作用下的变形模式[J];北京大学学报(自然科学版);1991年03期
9 叶红玲;隋允康;;应力约束下连续体结构的拓扑优化[J];北京工业大学学报;2006年04期
10 肖剑;王科社;;直驱双摆角铣头支架的拓扑优化设计[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 霍立兴;王东坡;王文先;;提高焊接接头疲劳性能的研究进展和最新技术[A];与时俱进 追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王英杰;大型机械系统复杂构件结构优化设计方法研究[D];燕山大学;2002年
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7 庄春刚;基于水平集的多材料结构拓扑优化设计方法与应用[D];上海交通大学;2007年
8 徐岩;汽车零部件结构的拓扑优化设计[D];吉林大学;2009年
9 刘均;方形蜂窝夹层结构振动与冲击响应分析[D];华中科技大学;2009年
10 左文杰;简化车身框架结构建模与快速优化研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚成;专用汽车结构拓扑优化设计及强度分析[D];合肥工业大学;2002年
2 王磊;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];河北工业大学;2004年
3 班淑俊;装载机驾驶室的工业设计研究[D];南京林业大学;2004年
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6 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
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 吴仕赋;基于有限元汽车支架拓扑优化设计[D];吉林大学;2005年
9 朱燕辉;装载机驾驶室人机界面设计研究[D];福州大学;2006年
10 高秀峰;永磁联轴器工作特性研究[D];吉林大学;2006年
【二级引证文献】
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1 唐伟;杨剑;薛河;;传动滚筒焊接技术的研究[J];煤炭工程;2011年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 冯亮;大型轮胎机械手动力学仿真研究[D];吉林大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 刘齐茂,李春林;某型载货车车架结构的拓扑优化[J];广西工学院学报;2004年03期
8 许素强,夏人伟;结构优化方法研究综述[J];航空学报;1995年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 钱德猛;汽车结构参数优化设计的初步研究[D];合肥工业大学;2002年
2 姚成;专用汽车结构拓扑优化设计及强度分析[D];合肥工业大学;2002年
【相似文献】
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1 张磊;赵希芳;;舰载铸铝密闭机柜优化分析[J];电子机械工程;2010年04期
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3 李毅;鲍劲松;金烨;胡小锋;;有限元平面混合网格优化策略[J];机械设计与研究;2008年03期
4 唐金花;王奎洋;;某型货车驾驶室抗振动优化设计及研究[J];江苏技术师范学院学报(自然科学版);2008年03期
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7 吴丽娟;赵丽娟;李柳;;海量空间数据点四边形网格优化[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年01期
8 丁利;;结构拓扑优化分析在电动小车车身的轻量化的应用[J];中国制造业信息化;2009年11期
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10 张旭民;郑执;;电器零部件仪表市场及功能分析[J];建设机械技术与管理;2008年10期
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3 冷国俊;;大型反射面天线机电场耦合模型及其在65m口径天线设计中的应用[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
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6 王锐;冷元宝;周扬;;堤坝探测中的电阻率成像3D有限单元法模拟[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
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9 高谦;;开采承压带矿体地压显现规律的有限单元法研究[A];第二届全国工程地质力学青年学术讨论会论文集[C];1992年
10 盖其东;谷怀鹏;汤鑫;曹腊梅;;UGS NX6和Procast之间一种接口方式的探讨[A];全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2011年
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2 姚苠;稳定+节油 东风康明斯国3发动机工程车辆市场的制胜之道[N];中国工业报;2008年
3 小潘;散装水泥等工程车辆驾驶员安全培训[N];中华建筑报;2008年
4 记者 李长灿通讯员 沈根林;让违法工程车夹起“尾巴”不敢上路[N];杭州日报;2008年
5 木知难;要重视来自基层的智慧[N];中国安全生产报;2010年
6 本报驻德国记者 顾钢;严谨技术难防人为疏忽[N];科技日报;2006年
7 周家声;国际工程机械展青睐中国[N];中国矿业报;2002年
8 本报记者 王力;用新办法新措施解决问题[N];巴中日报;2009年
9 本版编辑 陈艳 戈晓芳 侯威;扩大行业利润空间 需向二手市场转型[N];广东建设报;2007年
10 本报记者 赵刚;世界建机“名展”首莅上海[N];中华建筑报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓明;特定功能结构的拓扑优化[D];大连理工大学;2010年
2 胡三宝;多学科拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2011年
3 徐胜利;基于拓扑优化的结构刚度和渗流多功能材料设计[D];大连理工大学;2010年
4 赵克利;提高工程车辆智能变速性能的综合控制研究[D];吉林大学;2004年
5 陈志敏;基于文化基因算法的拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 陈志敏;基于文化基因算法的拓扑优化方法及其关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
7 李冬梅;多场耦合及多相材料的柔顺机构拓扑优化研究[D];华南理工大学;2011年
8 杨姝;复杂机械结构拓扑优化若干问题研究[D];大连理工大学;2007年
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10 司俊德;基于人体损伤的工程车辆翻车保护系统性能研究[D];吉林大学;2011年
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1 徐伟;工程车辆车架的拓扑优化与减重设计[D];南京理工大学;2007年
2 朱军祚;大型水工弧形钢闸门的拓扑优化与分析[D];西北农林科技大学;2007年
3 黄彬;基于双方向渐进优化方法的结构拓扑优化设计[D];南京航空航天大学;2005年
4 卞钢;船体结构强度有限元分析与优化[D];大连理工大学;2005年
5 廖晖;膜片联轴器膜片有限元分析及结构优化设计研究[D];重庆大学;2008年
6 李磊;遗传算法与梁结构拓扑优化设计研究[D];郑州大学;2006年
7 陈新厂;大功率风力发电机组轮毂的结构强度分析及优化设计[D];重庆大学;2008年
8 王明明;铝合金汽车轮毂结构设计及优化[D];吉林大学;2011年
9 朱润;静力载荷下板壳结构的拓扑优化[D];北京工业大学;2011年
10 桑韧;平面连续结构拓扑优化的GA-FE方法研究[D];南京航空航天大学;2003年
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