重型载重汽车车架轻量化设计研究

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武汉理工大学

硕士学位论文

重型载重汽车车架轻量化设计研究

姓名:朱容庆

申请学位级别:硕士

专业:车辆工程

指导教师:邓楚南;乐玉汉

20060501

的精度也不商。后一种方法既适用于建立简单结构也适用于建立复杂结构的几何模型,使用面十分广泛。由于现在CAD软件在产品设计中的广泛使用,采用CAD软件建立结构的几何模型,是现在的主流。使用CAD软件建模可以有效的节省工作时间,提高建模的工作效率。

本文采用uG软件建立所研究车架的几何模型,建立的主要步骤为:

(1)利用uG软件,按照车架上各零件的实际尺寸绘制所有零件的三维实体的几何模型;

(2)按照前文所述的车架坐标系对车架各个零件进行装配,得到整个车架的三维几何模型。车架装配模型如图4—1所示。

图4-1车架装配图

4.2车架有限元模型的建立

4.2。1将车架豹几何模型转化为igs格式的文件

由于Ansys软件不能直接处理uG软件形成的.part文件,所有在车架的装配模型完成后应浚将模型转化为Ansys软件可以识别的.igs格式,在uG软件中可以通过Traslate模块实现这个操作a启动Ansys软件后,通过其import选项导入车架的三维几何模型.igs格式的文件。

4.2.2车架有限元模型的建立

4.2.2.1设置材料参数

启动AnsyS软件,设置分析类型为结构分析Structure,然后设置有限元单元类型为SOlid45,同时设置材料参数。车架的材料参数如表4一l所示。

表4—1材料特性

材料类弹性模量密度

泊松比PRXY型EX(N/mm2)DENS(豫/mr,,3)

槽钢2.11×1057.85x10“O.29

4.2.2.2划分有限元网格

然后,划分有限元网格。由于车架是以装配件的形式导入AnSYS软件的,因此在划分网格时相邻的零部件之间的连接处理尤其重要。零部件相接触的部位在划分网格时要一体划分,这样可以保证零部件在有限元软件中的有效连接。划分网格后的车架有限元模型如图4—2所示。

图4-2划分网格

武汉理工大学硕士学位论文

图4-3加载图

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本文要求的分析类型应为静态分析。启动AnsYS,定义分析类型为静态分析。

弯曲工况的分析结果如下图所示:

图5-2弯曲工况节点应力云图

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图5-3扭转工况节点应力云图

车架分析结果如下表所示:

表5—2车架评价指标表

最人应力口。。

工况动荷系数K安全系数n

(Mpa)

满载弯曲2.547.412

满载扭转1.346.4235.1.4车架结构静力分析结果评价

结构静力分析的目的式根据有限元分析的结果数据对车架的强度进行评价。

假设车架材料的屈服极限为仃。,不同工矿下计算出的最大复合应力(yon—mises)为cr。一则车架结构的强度安全系数为:

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