汽车车架的轻量化设计 (1)

Ｖ９０６８０‘

西华大学

硕士学位（毕业）论文

题目：汽车车架的轻量化设计

研究生

指导教师：

专、№曲昌荣巢凯年ｆ教授１车辆工程

研究方向：汽车陛能测试与分析

西华大学培养单位：

论文起止日期２００５年５月至２００６年５月２。。６年５月

Ｙ

西华大学硕士学位论文９０６８０‘

汽车车架轻量化设计

车辆工程专业

研究生曲昌荣指导教师巢凯年（教授）

掏望

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。关键词：车架，有限元，静态分析，动态分析，轻量化

西华大学硕十学位论文

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西华大学硕士学位论文

第１章绪论

１．１论文选题背景

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的发展。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的作用，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。

１．２论文的研究目的和意义

汽车车架是汽车上的一个重要承载部件，国内外关于车架的研究已经实现了全方位综台发展。车架的设计是一项严谨而细致的工作，这不仅需要设计人员不断探索车架在整车工作过程中的具体状况，寻求更符合车架实际工作状况的设计方法，还需要工程技术部门不断积累已有技术能力和设计经验，形成自己小而准确的设计程序。车架的设计工作常常围绕以下几个方面开展：车架的静态、动态设计计算：车架性能的实验验证；车架及整车的成本预算；车架对整车性能的预测与实验仿真。

车身结构的轻量化对汽车节能和环保具有重要意义。据统计客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车自身品质的４０％．６０％。随着计算机技术的发展，有限元分析在车架结构设计中得到了广泛的应用叱采用有限元法对车架进行静态与动态的强度分析，设计出满足强度和刚度的质量又轻的车架。这样不仅节约了原材料，降低了汽车的生产成本，还降低了燃油消耗，有利于环保，并且用有限元法进行分析设计，可以节省开支，缩短开发周期，提高精度。

１＿３车架有限元的发展与现状

有限元法是随着计算机的出现而发展起来的一种新兴的数值计算方法，它能对工程实际中几何形状不规则、载荷支撑情况复杂的各种结构及

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