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专用汽车结构拓扑优化设计及强度分析

姚成  
【摘要】: 本文研究了汽车结构的优化问题、强度和刚度问题以及ANSYS的二次开发问题,主要内容及成果如下: 1.本文在第二章研究了拓扑优化方法的基本理论,探讨了其在汽车结构设计中的应用。对CXQ9260TJZP型集装箱半挂汽车的车架结构进行了拓扑优化设计研究,分析了拓扑优化的结果,提出了改进原结构设计的方向; 2.本文在第三章运用ANSYS有限元软件对CXQ9160GSN型散装水泥半挂车的进行了强度和刚度计算,分析了计算结果,得出了该车的结构强度和刚度满足要求的结论; 3.本文在第四章介绍了CXQ9160GSN型散装水泥半挂车的强度电测试验,分析和比较了电测结果与有限元计算结果,得出在工程误差控制范围内两者的结果是基本一致的结论,从而验证了有限元计算结果的正确性,保证了将计算结果用于指导生产的可靠性; 4.本文在第五章研究了ANSYS的二次开发问题,介绍了ANSYS的两种语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)和UIDL(User Interface Design Language),开发了结构拓扑优化设计的用户化菜单(GUI)。通过这部分的工作为后续更好的应用ANSYS软件进行各种分析奠定了良好的基础。 本论文工作的主要创新点在于将拓扑优化技术引入到汽车结构的优化设计中,通过对拓扑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。另外本文中采用数值计算与试验模拟相结合的方法对CXQ9160GSN型散装水泥半挂车的强度进行分析,也具有重要的工程实际意义。 总之,本文研究的拓扑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!


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