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汽车车架的轻量化设计

曲昌荣  
【摘要】:汽车工业随着国民经济发展和交通运输体系的全面建立得到了飞速发展。汽车车架作为汽车总成的一部分,承受着来自道路和装载的各种复杂载荷作用,并且汽车上许多重要总成件都是以车架为载体,因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了非常重要的作用。 本文利用有限元分析软件ANSYS对某载货汽车车架进行了分析和研究。分别讨论了该车架静态时在纯弯曲工况和扭转工况下的静强度分析,进行了静态时的刚度分析;分析了车架在弯曲工况、扭转工况、搓板路工况和紧急转弯情况下的静态动强度分析。分析结果表明,该车架的应力值小于材料的强度极限,满足设计的要求,但是强度偏大,所以经济性比较差。本文还进行了车架的动态分析,主要是模态分析,它是结构动态设计的核心,克服了静态方法的局限性,强调从结构的整体考虑问题。通过对车架进行模态分析,计算出车架的模态振型与相应的固有频率,通过固有频率与振型从整体上考虑车架的局部强度问题。根据该货车车架的这一特点,论文提出了几种方案对车架进行了轻量化设计,优化的结果使得车架自身重量减少,节约了原材料,降低了生产的成本,提高了汽车的燃油经济性,并且有利于环保。


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