轻型载货汽车车架的设计
载货汽车前后悬架的设计
摘要悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架与车轴弹性地连接起来。
它的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩。
并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷,衰减由此引起的振动,保证乘员的舒适性,减小货物和车辆本身的动载荷。
本文主要讲的是某型货车前后悬架的设计,弹性元件为钢板弹簧。
重点从前后悬架主要参数的确定及弹性元件的计算。
首先,我把形式不同的悬架的优缺点进行了比较,然后定下某型货车的前后悬架的形式为钢板弹簧非独立悬架.然后围绕悬架的部件进行设计.先是主要参数的确定,再是弹性元件的设计计算,最后是减振器的计算选型.关键词:悬架;弹性元件;钢板弹簧;ABSTRACTNowadays Motor suspension is an important one assembly, which the frame and the flexibility to connect the axle. Its main role is to pass between the wheels and the body all the force and moment. The uneven road to ease the impact of body load and the attenuation is caused by vibration, to ensure passenger comfort, cargo and vehicles to reduce their load.This article is about vehicles front and rear suspension design, flexible spring steel components for. Focus from the main parameters of front and rear suspension the determination and the calculation of elastic element. First of all, I have the form of the advantages and disadvantages of different suspension were compared, and then set the front and rear of vehicles the form of suspension for non-independent suspension leaf springs. And then focus on the design of suspension components. The first one is determination of the main parameters. The second one is the design and calculation of the elastic element and the calculation of the final selection of shock absorber.Key words:suspension; elastic element; leaf springs目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计(研究)现状和发展趋势 (2)1.2.1汽车悬架现状 (2)1.2.2汽车悬架的发展趋势 (7)第2章悬架结构形式分析 (10)2.1非独立悬架和独立悬架 (10)2.2前后悬架悬架方案的选择 (11)2.3辅助元件 (12)第3章某型汽车前悬架主要参数的选择 (13)3.1前后悬架静挠度和动挠度的选择 (13)3.1.1选择要求及方法 (13)3.1.2悬架静挠度 (13)3.1.3悬架动挠度 (14)3.2悬架的弹性特性 (14)3.3悬架侧倾角刚度及前后轴的分配 (15)第4章弹性元件的计算 (16)4.1钢板弹簧的布置方案的选择 (16)4.2钢板弹簧主要参数的确定 (16)4.2.1满载弧高 (16)4.2.2钢板弹簧长度的确定 (17)4.2.3钢板断面尺寸及片数的确定 (17)4.3钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (20)4.4钢板弹簧的刚度验算 (22)4.5弹簧的最大应力点及最大应力 (23)4.6弹簧卷耳和弹簧销的强度核算 (24)第5章减振器的设计计算 (26)5.1减振器的分类 (26)5.2主要性能参数的选择 (26)5.2.1相对阻尼系数 (26)5.2.2减振器阻尼系数的确定 (27)5.2.3最大卸荷力的确定 (28)5.3筒式减振器主要尺寸参数的确定 (28)总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1概述汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
轻型载货汽车车架设计说明书
第1章绪论1.1 课题背景汽车的使用条件复杂,其受力情况也十分复杂,随着汽车行驶条件(车速和路况)的变化,车架上的载荷变化也很大,而车架,作为汽车的主要承载工件,它的好坏直接关系着汽车的各方面性能,如操作稳定性、安全性、舒适性、燃油经济性等。
有过汽车在使用过程中,车架断裂的情况发生。
所以对车架的主要受力件车架纵梁的强度进行校核,有着至关重要的意义。
确保车架在各个工况下,车架纵梁的弯曲强度都符合材料的弯曲强度极限要求,如果不符合要求的,找出解决的方案,保证人与财产的安全。
另外,随着油价的上涨和国家对汽车尾气排放标准的不断提高,对载货汽车车架进行设计,不管是对其结构参数的优化设计,对其进行轻量化的优化设计,还是对汽车车架进行疲劳寿命预测分析等,都是出于对汽车动力性、安全性、燃油经济性的考虑。
是非常有必要的。
研究新的车架材料,减轻其质量,可以有效减少其整备质量。
1.2车架的发展历程车架”这个名称原本是从法文的“Chassis”衍生而来的,早期汽车所使用的车架,大多都是由笼状的钢骨梁柱所构成的,也就是在两支平行的主梁上,以类似阶梯的方式加上许多左右相连的副梁制造而成。
车体建构在车架之上,至于车门、沙板、引擎盖、行李厢盖等钣件,则是另外再包覆于车体之外,因此车体与车架其实是属于两个独立的构造。
第2章方案论证参考车型及其参数公告型号CA1092PK26L5E4 公告批次228品牌解放类型载货汽车额定质量4990 总质量8785整备质量3600 燃料种类排放依据标准轴数 2轴距4560 轴荷3585/5200轮胎规格接近离去角28/12前悬后悬1080/2355 前轮距后轮距识别代号整车长7995 整车宽2260,2445整车高2430 货厢长6180货厢宽2115,2300 货厢高560最高车速95 载质量利用系数 1.44备注该车带OBD,防护材料材质:Q235-A,连接方式:螺栓连接,后部防护装置的断面尺寸(mm):145×50,离地高度:545mm。
低速载货汽车车架毕业设计
目录第1章前言 (2)第2章总体方案论证 (3)2.1 设计选型原则 (3)2.2 设计内容 (4)第3章主要尺寸参数的选定 (5)3.1 外廓尺寸 (5)第4章车架总成设计 (7)4.1 车架的结构设计 (7)4.2 车架的技术要求 (8)第5章车架的设计计算 (10)5.1 车架的计算: (10)5.2 车架载荷分析···········································错误!未定义书签。
5.3 车架弯曲强度的计算·····································错误!未定义书签。
5.4 车架扭转应力的计算·····································错误!未定义书签。
轻型货车车架设计讲解
汽车车身结构与设计课程设计题目轻型货车车架设计班级M11车辆工程姓名刘符利学号 **********指导教师智淑亚2014年12摘要本设计课题是关于轻型载货汽车的车架设计。
所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架,其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型,纵梁与横梁通过焊接连接。
本说明书涉及了现阶段载货汽车技术的发展趋势,以及国内外载货汽车车架的发展状。
关键词:轻型货车、车架、设计1 绪论1.1概述汽车车架是整个汽车的基体,是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架,对于这种金属构架式车架,生产厂家在生产设计时应考虑结构合理,生产工艺规范,要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷,保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。
车架作为汽车的承载基体,为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用,支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件,承受着传给它的各种力和力矩。
为此,车架应有足够的弯曲刚度,以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小;车架也应有足够的强度,以保证其有足够的可靠性与寿命,纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。
车架刚度不足会引起振动和噪声,也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。
本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。
承载式汽车,前、后悬架装置,发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受,所以,车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。
设计时在确保车架总成性能的同时,还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。
车架结构很多都是用电弧焊焊接而成,容易产生焊接变形。
在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接,或者从部件结构方面下工夫,尽量确保各个总成的精度。
另外,与其他焊接方法相对比,采用电弧焊的话,后端部容易出现比较大的缺口,出现应力集中现象。
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、№研究方向:培养单位:论文起止日期曲昌荣巢凯年f教授1车辆工程汽车陛能测试与分析西华大学2005年5月至2006年5月2。
6年5月西华人学硕十学位论文1.具有良好的图形用户接口(GuI)(如图2l所示)Fi醇.1GulofANSYS例2.1ANsYs软件图形用户界面通过GUI可方便的交互访问程序的各种功能、命令、用户手册和参考材料,并可一步一步完成整个分析,因而使ANSYs易于使用。
在用户接口中,ANSYS程序提供了四种通用方法输入命令:菜单、对话框、工具杆、直接输入命令。
菜单出运行ANSYS程序是相关的命令和功能组成,位于各自的窗口中,用户在任何时候均可用鼠标访问这些窗口,这些窗口也可用鼠标移动或隐去操作。
ANSYS命令根据其功能分组,保证了用户快速访问到合适的命令。
2全交互式图形它是ANSYs程序中不可分割的组成部分,图形对于校验前处理数据和在后处理中检查求解结果都是非常重要的。
西华人学硕十学位论文Fi醇.3Geome廿icmodeIofatnJck图2.3载货汽车车架的几何模型2.2.4模型的网格划分汽车的车架大多数是由薄壁型钢焊接和铆接而成,其中槽钢就是最常用的一种型钢,该货车也采用槽钢。
由于载荷常常不通过这些薄壁截面的弯曲中心,由材料力学可知,这些杆件不但要发生弯曲变形,而且还要发生扭转变型。
薄壁杆件抗扭的能力较差,当汽车在高低不平的路面上行驶时,必须考虑到杆件的扭转变型。
在建立板壳单元刚度矩阵时,板壳单元有三节点、四节点、六节点、八节点等几种类型的单元,由于货车车架纵梁和横梁均为平直的槽钢,故可以采用四节点和八节点单元,而八节点单元精度较高。
对于高次单元由于内部应力不是常量,可以较好的适应结构变化的应力场,用较少的单元可以得到较好的效果。
但是高次单元的刚度矩阵比较复杂,形成结构刚度矩阵要花很长的计算时间。
毕业设计--轻型载货汽车悬架的设计[管理资料]
轻型载货汽车悬架的设计摘要:汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称。
其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
参照力帆LFJ3048的基本参数,根据载货汽车悬架系统的要求,设计出符合国家标准的悬架系统。
悬架的设计主要是通过汽车主要的质量参数的分析,初步制定悬架系统的结构方案。
本设计的弹性元件选择钢板弹簧,经过设计计算确定钢板弹簧的主要尺寸和结构形式。
通过数据的论证确定悬架的结构方案与主要参数,利用计算机绘制图纸。
在设计过程中即要考虑设计的合理性,同时还要考虑结构简单、成本低等因素。
通过计算得出的数据表明此次设计的悬架系统符合设计要求。
关键词:;悬架设计;钢板弹簧Dgsign carry cargo car of light tack suspensionZhaowei(Vehicle Engineering 2009, Southwest Forestry University, Kunming Yunnan, 650224)Abstract:Automotive suspension is the frame and wheel axle or between all the force of the floorboard of the connected device, Its role is to transfer function between the wheel and the frame of torsional force and is buffered by the uneven pavement on the body and chassis of impact, resulting in reduced vibration, to ensure that the car can run smoothly. The design is mainly truck suspension design. My design is based Lifan LFJ3048 basic paramete, According to the requirements of truck suspension systems, suspension systems designed in line with national design is mainly through the analysis of the main quality parameters of the car, and determine the structure of the original suspension system the leaf spring elastic element, has been calculated to determine the size and structure of the main leaf spring. Through the data to calculate and determine the structure scheme and main parameters of suspension,and using computer drawing drawings .In the design process is to consider the rationality of the design should also consider the simple, low cost the calculated data show that suspension system meet the design requirements.Key words:truck;suspension design;plate sping目录摘要 (I)Abstract (II)1概述 (1)悬架的功用和组成 (1) (2) (4)2 悬架基本参数的确定 (5) (5) (5) (6) (6) (6)、副簧刚度的分配 (7)3 钢板弹簧的设计 (9) (9) (9) (9) (9) (10) (12) (12) (12)钢板弹簧的刚度验算 (14) (17)H......................................................................... 错误!未定义书签。
汽车卡车车架设计标准是什么
汽车卡车车架设计标准是什么
汽车卡车车架设计标准是指在汽车卡车的设计过程中,根据相关规定和要求,对车架的结构、材料、性能等方面进行规定和标准化的工作。
下面我将从结构强度、材料选择和安全性能三个方面介绍汽车卡车车架设计的标准。
首先是结构强度的标准。
车架是汽车卡车的骨架,必须具备足够的强度和刚性以承受车辆在行驶过程中的各种力和载荷。
对于汽车卡车车架的设计,必须考虑到各种载荷情况,包括静载荷和动载荷。
设计标准要求根据不同类型和用途的车辆,采用适当的截面形状、连杆布置和焊接方式,确保车架在各种工作条件下都能保持足够的强度和刚性。
其次是材料选择的标准。
车架的选择材料直接影响到车架的重量、强度和刚性。
一般来说,汽车卡车车架常使用钢材作为主要材料。
钢材具有优良的强度和韧性,能够满足车架在各种工作条件下的要求。
在车架设计中,设计标准要求根据各种因素,如车辆类型、使用环境、荷载要求等,选择合适的钢材牌号和规格,以确保车架的质量和稳定性。
最后是安全性能的标准。
汽车卡车车架设计必须考虑到车辆行驶中的安全性能。
设计标准要求车架的结构在受到外部冲击和载荷时,能够吸收和分散冲击力和能量,保护车身和驾乘人员的安全。
此外,车架还要具备一定的承载能力和防护性能,能够抵抗碰撞和侧翻等事故造成的冲击和损伤,并保持车辆的稳定性和行驶性能。
总结起来,汽车卡车车架设计的标准主要涉及结构强度、材料选择和安全性能三个方面,以确保车架在各种工作条件下都具备足够的强度、重量和安全性能。
这些标准是保障汽车卡车质量和安全的重要依据,对于汽车卡车制造厂商和设计工程师来说,是设计和生产高质量车辆的基础。
基于ProE及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计与静力学分析-开题报告
在有限元法对汽车车架结构的分析中,早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是 令人满意的,但由于梁单元本身的缺陷,例如梁单元不能很好地描述结构较为复杂的车架结构,不 能很好地反映车架横梁与纵梁头区域的应力分布,而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形,因此梁 单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限,基本上 可以作为一种完全的强度预测手段。近十年来,由于计算机软件与硬件的飞速发展,板壳单元逐渐 被应用到汽车车架结构分析中,使分析精度大为提高,由过去的定性分析或半定量的分析过渡到定 量阶段。随着计算机软件、硬件技术的发展,特别是微机性能的大幅提高和普及,在微机上进行有 限元分析已不再是很难的事,同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。
2、课题研究的目的和意义 在汽车制造市场竞争日益激烈的今天,汽车制造技术越来越先进,作为载货汽车主要承载结构
的车架,它们的质量和结构形式直接影响车身的寿命和整车性能,如动力性、经济性、操纵稳定性。 汽车的轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而 提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。实验证明,汽车质量降低一半,燃料消耗也会 降低将近一半。当前,由于环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。轻量 化是21世纪整车发展趋势之一,减轻汽车质量意味着节约了能源和材料。车辆设计中,在满足载货 汽车运营中对车架的刚度、强度及工艺改造等因素要求的同时,应当尽可能减轻它们的质量和降低 制造成本。
轻型载货汽车车架有限元静力学分析-任务书
毕业设计(论文)任务书学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘□是√否题目名称轻型载货汽车车架有限元静力学分析一、设计(论文)目的、意义汽车作为交通运输工具之一,在人们的日常生活中发挥着非常重要的作用。
随着国民经济的快速发展,汽车工业也得到了飞速发展,在现代化发展的今天,生产出结构轻、性能好、质量高、用途广、安全可靠的汽车,成为了汽车厂家和客户共同关注的焦点。
作为汽车总成的一部分,车架承受着来自道路及各种复杂载荷的作用,而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体,因此设计出重量轻而各方面性能达到要求的车架结构是一项重要的工作。
传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计,设计出的车架结构除了个别部位的应力水平较高外,大部分部位的应力水平较低。
因此,有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计,以降低车架的重量,减小汽车的制造成本,提高市场竞争力。
在汽车行业中,有限元法广泛应用于各大汽车总成,包括车架、车身、车桥、离合器、轮胎、壳体等零部件以及驾驶室噪声的分析,大大提高了汽车的设计水平,正在成为设计计算的强有力工具之一。
目前,在进行汽车车架设计时,设计人员主要采用的还是传统的办法对车架进行简化的计算,或者由其它部门进行有限元分析计算。
车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面:一是车架简化计算精度不够,为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全,造成设计出的车架结构过重,增加了设计成本;二是造成车架的设计与计算分离,不利于提高车架设计人员的设计水平。
为了促进车架设计水平的提高,保证整车在市场上的竞争能力,必须将车架有限元分析技术提高到战略的高度上来。
二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)设计内容:1.选题的背景、目的及意义;2.Pro/E、ANSYS软件研究;3.车架设计的方法步骤研究;4.用Pro/E软件建立车架整体模型,然后导入ANSYS软件进行网络划分;5.假定汽车满载情况下,对车架进行弯曲、扭转、紧急刹车、急转弯四种工况下的受力和变形情况的静态有限元分析。
推荐-载货汽车整车总布置 精品
一、总布置基本概念
3、总布置工作的基本内容
总布置(package)工作内容: ☆ 整车及座舱系统的三维或二维布置,运动校核图; ☆ 整车的受力分析及计算 ☆ 整车主要性能分析及计算 ☆ 各系统运动校核 ☆ 各系统或总成的分析计算及选型 ☆ 整车综合性能分析及目标实现评价 ☆ 完成总布置评审说明书及项目描述书编制 ☆ 各设计文件、计算书、选型方案等交付物完成并交付
货箱容积不断加大与底盘承载 能力的匹配 动力性与油耗的关系 通过性和整车重心的矛盾 制动性能 造型与整车散热性能
一、总布置基本概念
2、总布置的特征
目标明确:忠实于产品概念及产品信函,产品定位明确,突 出开发或改进的核心卖点,满足市场需求。
方案优化:多方位评价,权衡分析,选择最优化方案。 ☆ 区域特点及使用环境特殊需求 ☆ 产品价格定位与整车成本 ☆ 承载能力与整车整备质量的优化分析 ☆ 技术升级、个性化与系列化 ☆ 造型与总布置的可行性 ☆ 法规约束 ☆ 产品系列化、平台化,零部件资源约束 ☆ 管理者的偏好约束
承载能力一定的前提下,整备质量越低越好,有利于提高质量利用系数、降低制造成本,降低油耗。 轻量化技术:利用分析手段优化零部件结构,采用轻型合金和高分子材料等都是采取的常用措施,是载货汽车 产品发展的一个趋势。计重收费政策的实施,可提高车辆的单位承载能力,降低运输成本。
9310鹅颈式半挂车车架的设计
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图1纵梁满载质量状况下受力简图及弯矩图 纵梁静弯 曲图 :静弯 曲应力 的计算 旨在校核纵 梁的弯 曲强度 ,因 此 ,只对危险断面进行计算。 危险断面 I ( 作用点 ):纵梁前段截面突变处 ,x 14 .n ,此 G = 07 r 5m 处弯矩的值由弯矩方程求得 :J 1 × O m 。 j . l ̄ m l 1 = N 危险断面 l E ): I( 点 纵梁前段截 面变/ x 2 9 m k = 5 0 m,由弯矩方程  ̄
关键 词 半挂车 ;横梁 ;纵梁 ;弯矩 图 中 圈分 类号 U 6 文 献标 识码 A 49 文章 编号 17—6 1( 1)2— 12 0 63 97一2 02 06— 1 01
19 1 鹅颈 式 半挂 车纵桀 和横 梁的结 构 30
1 纵梁的结构形式。纵梁是车架 的主要 承载零件 ,在车辆行驶过 ) 程中要承受很大的弯 曲应力。因此在轻型载货汽车上常采用抗弯强度较 大的槽 型断面梁,由低合金钢 冲压而成。由于工字梁具有强度高 ,工艺 简单 , 能够承受较大弯矩等特点 因此在载重质量大于1吨的长轴距半挂 5 车设计 中应尽量采用工字梁结构 。此9 1鹅颈式半挂车采用工字型纵梁 3O 结构 。 2)横梁的结构形式 。槽型横梁多用钢板 冲压而成 ,制造工艺简单 成本低但扭转钢度差 ,此鹅颈式半挂 车采用槽形横梁 。工字形横梁从载 荷过渡上最为理想但纵梁翼缘和横梁翼缘扭转约束大 , 翼缘 可能产生较 大的应力易产生断裂。圆管形横梁具有较高的扭转刚度 , 因纵梁截面 但 高度往往较大为使载荷从整个截 面传递 到横 梁处 ,必须补焊许多 连接 板,增加了车架质量、成本及工艺复杂性 ,它往往只布置在车架纵梁的 两端 , 靠近下翼板 ,以增强车架 的整体抗扭刚度 。
轻型载货汽车车架有限元静力学分析
摘要汽车车架作为汽车总成重要的一部分,车辆受到来自道路和装载的各种复杂载荷最终都会传递给车架,并且汽车上许多重要总成都是以车架为载体,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。
因此,车架结构性能的好坏关乎这整车设计的成败。
若用传统经典力学方法计算,结果失真太大;而用试验法进行测试,成本高,周期长。
为此本文采用了有限元分析技术,来实现车架结构设计合理化和轻量化的目的从而大大减少设计费用,缩短设计周期,同时提高设计工作的效率。
因为,ANSYS在对实体模型分析上具有强大的功能,在结构静力学分析以及优化设计方面相比很多其他软件拥有十分明显的优越性。
本文利用三维建模软件Pro/E和有限元分析软件ANSYS对某轻型载货汽车车架进行了Pro/E建模和ANSYS分析。
通过对Pro/E和ANSYS软件的的了解和学习,采用Pro/E实体建模,导入ANSYS 进行网格划分,应力加载,求解得出经动态分析结果,得出结论,之后可根据需要对已设计的实体单元为基础的车架结构进行拓扑优化模型和简单的尺寸优化模型,以车架的纵梁截面尺寸为设计变量,以车架结构的总体积最下为优化目标,对车架纵梁截面尺寸进行优化并分析优化结果。
通过对初步设计出的轻型车架结构的实体建模及有限元分析,得到一些对车架设计有所帮助的结论,为今后车架的设计工作提供一定的指导作用。
关键词:轻型货车车架;三维建模;载荷;有限元静力学分析;模态分析ABSTRACTAutomobile frame, as an important part of the vehicle, the vehicle being loaded from the road and the complex will eventually be passed to the load frame, and the car is the frame number of important general in Chengdu as the carrier, and thus the strength and the framestiffness of the overall design of the car plays a very important role.Therefore, the performance is good or bad frame structure about the success of this vehicle design.If the traditional method of classical mechanics, the result is too large distortion; and tested using test method, high cost and long period.To this end this paper, the finite element analysis, design of the frame structure to achieve the purpose of rationalization and lightweight thus reducing design costs and shorten design cycles, while improving the efficiency of design work.Because, ANSYS solid model in the analysis of powerful features in the structure of static analysis and design optimization software, compared with many other obvious advantages.In this paper, three-dimensional modeling software Pro / E and the finite element analysis software ANSYS, a light truck chassis is a Pro / E modeling and ANSYS.On Pro / E and ANSYS software, understanding and learning, the use of Pro / E solid modeling, meshing into ANSYS, the stress load, obtained by solving the dynamic analysis of the results, draw conclusions, and then as needed for. The solid element has been designed based on the topology optimization of frame structure model and the size of a simple optimization model to frame the longitudinal cross-section dimensions of design variables, the total volume of the frame structure to optimize the next goal, on the framelongitudinal section size optimization and analysis of optimization results.The preliminary design by a light frame structure of solid modeling and finite element analysis, get some help on the conclusions of the frame design, frame design for the future to provide some guidance.Key words:Frame of track; Three-dimensional modeling; loads; Finite element static analysis; Modal analysis目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 车架国内外研究现状 (2)1.3 主要设计内容 (4)1.4 拟解决的主要问题 (5)第2章轻型货车的车架设计 (6)2.1 车架的概述 (6)2.1.1 车架的设计要求 (6)2.1.2 车架的结构型式 (6)2.1.3 纵梁、横梁及其联接 (10)2.1.4 车架的制造工艺及材料 (11)2.2 车架的结构设计 (12)2.2.1 车架设计参考 (12)2.2.2 车架参数的确定 (13)2.2.3 车架的弯矩及弯曲应力计算 (14)2.2.4 车架的挠度计算 (17)2.3 本章小结 (19)第3章车架三维模型的建立 (20)3.1 Pro/E软件介绍 (20)3.2 三维模型的建立 (21)3.3 本章小结 (25)第4章车架有限元分析 (26)4.1 ANSYS的特点 (25)4.2 ANSYS的基本组成和功能 (26)4.3 Pro/E与ANSYS接口的创建 (29)4.4 车架有限元的静力分析 (30)4.4.1 三维实体模型的网格划分 (31)4.4.2 施加约束条件 (32)4.4.3 车架4种工况分析 (33)4.5 车架有限元的模态分析 (42)4.6 本章小结 (48)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)附录 (52)附录A 外文文献 (52)附录B 外文文献翻译 (58)附录C ANSYS分析程序命令流 (63)附C1 车架4工况分析前准备程序 (63)附C2 车架弯曲工况ANSYS分析程序 (70)附C3 车架扭转工况ANSYS分析程序 (75)附C4 车架急刹车工况ANSYS分析程序 (79)附C5 车架转弯工况ANSYS分析程序 (85)附C6 车架模态分析程序 (90)第1章绪论1.1 研究目的和意义在汽车制造市场竞争日益激烈的今天,汽车制造技术越来越先进,作为载货车主要承载结构的车架,它们的质量和结构形式直接影响车身的寿命和整车性能,如动力性、经济性、操纵稳定性。
轻型载货电动汽车车架的模态分析
系 统动 态 设计及 故 障诊 断提 供 依据 ,同时 , 也是 谐响 向 它 量、速度向量和位移向量;f t } F() 为动激励载荷向量。
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译丽萌
歼 发 研 究
犁影 响甚 微 ,故通 常可 忽 略不 计 。在 这种 情 况下 ,分析 冲压 件 ,车 架材 料 为 S 3何 2 T1 , 5个 实体 单 元 ,采 H 壳 j 结构 的 固有 频 率 与振 型 问题 则 转化 为求 解 特 征 值 与特 单元 对 车架进 行 网格 划 分 ,网格 大 小为 3 i 0ml l ,经 格
Absr c : Atfrt t e CAD o e ft e fa ewa r ae y CATI . The h o a nay i sm a y ta t s, h i m d lo m sc e td b h r A n t e m d la l sswa deb
为:
模态 是 振 动系 统特 性 的一种 表征 , 它实 为构 成各 种 工程 结构 复 杂振 动 的最简 单 或最基 本 的振 动形 态 。 通过 模 态 分析 可 以得 到 结构 的固有 频率 和 主要振 型 , 为振动
应 分析 、 瞬态动 力 学分 析和 谱分 析 的基础 [。 2 ]
开 发 研 究
而
轻型载货 电动汽 车车架 的模 态分析
陈 伟 李 军 郭 超
( 重庆 交 通大 学
王 文宾 王宏 雷
重庆 4 07 ) 004
机 电与汽 车工 程 学 院
摘 要 :本 文 以三 维设计 软 件 C TA 建立 某轻 型 载货 电动 汽 车车 架 的数模 ,并 对车 架进 行模 态分 析 , AI 在得 到 车架 前 l 0阶 固有 频率 和 固有振 型 的基础 上 ,将 结果 与汽 车 受到 的激励 频 率进 行对 比分 析 ,讨论
客车车架及车身骨架设计
客车车架及车身骨架设计车架设计车架是整个客车的基体,其功用是支承、连接汽车各个总成的零部件,承受来自车内外的各种载荷,并在很大程度上决定了客车总体的布置型式。
现代很多客车都有作为整车支承的车架,车上绝大多数的部件和总成都是通过车架来固定其位置的。
对于由车身骨架承担载荷的客车,称为承载式客车,一般采用桁架式车架结构,现代客车正逐步向这种承载车身形式发展。
车架的结构形式首先应满足汽车总布置的需要。
汽车在复杂多变的道路上行驶的时候,固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。
当汽车在崎岖不平的道路上行驶时,车架在载荷的作用下可产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形,当一边车轮遇到障碍时,还可能使整个车架扭曲成菱形。
这些变形将会改变安装在车架上的各部件之间的相对位置,从而影响其正常工作。
因此,车架应具有足够的强度和适当的刚度。
为了使整车轻量化,要求车架质量尽可能的小些。
此外,降低车架的高度以使得汽车质心位置降低,有利于提高汽车的行驶稳定性,这一点对客车来说尤为重要。
客车行业在发展初期,其底盘车架主要始于货车二类底盘的改装,形成了长头客车。
随着时间的推移,有了后来在货车三类底盘上进行改装的过程,并进一步形成专用的客车底盘。
后来对车架的结构进行了改变和发展,形成了分段式车架结构的底盘,这样就可以降低城市客车地板的高度,对长途和旅游客车来说则是为了获得较大的行李舱。
随着全承载车身技术的出现,又形成了适应承载车身的不同类型的各种客车底盘,其底盘车架一般采用桁架式结构。
1、三类底盘的车架改装上世纪80年代前后,我国的客车基本上是以中型载货汽车的三类底盘改装而形成的。
不管作为城市客车还是作为长途客车,其地板高度较高,踏步级数一般是3-4级。
车架型式大部分采用梯形车架(图5-25),也就是纵梁直通式结构,或在此基础上外加牛腿(即支撑梁);极少数也采用横梁直通式车架,这种车架为纵梁分段与直通横梁以加强角撑板铆接或焊接而成。
汽车底盘车架结构设计分析
汽车底盘车架结构设计分析摘要:随着汽车技术的进步,人们对汽车乘坐舒适性的要求也越来越高。
汽车车架作为汽车的底盘重要承载件,与车身、悬架系统及发动机悬置相连,在提升汽车乘坐舒适性、底盘刚、强度和操控性的同时,也提高了装配便利性及设计通用性。
本文从汽车车架功能、结构类型特点出发,讨论车架主要尺寸的设计原则研究,以及车架三维模型主要依据,为同类型设计提供参考。
关键词:汽车;底盘;副车架;设计前言:车架——汽车各部件的安装基体,将汽车的各总成组合在一起成为一辆完整的汽车,即汽车发动机、底盘和车身等总成。
作为汽车行驶系统主要组成部分的汽车车架,它在行驶系统中的主要功用是:1)传递并承受着路面作用于车轮上的各种反力及各种反力所形成的力矩;2)尽可能地缓和不平路面对车身所造成的冲击和振动,以保证汽车行驶的平顺性。
汽车车架,整个汽车的基体,俗称“大梁”。
它除了要具有上述的功用外,在它的上面还要装汽车绝大多数部件和总成,支撑着簧上所有有关零件的重量,如发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等,并承受着传给它的各种力和力矩。
所以汽车车架的设计应具有足够的强度和合适的刚度。
同时,还应尽量降低汽车的重心、获得较大的前轮转向角,保证汽车行驶时的稳定性和转向的灵活性,即保证汽车能有足够的弯曲强度和扭转刚度。
汽车车架在设计时之所以应具有足够的强度、弯曲刚度、扭转刚度及尽量减轻重量, 汽车拥有足够的强度可以保证:在各种复杂受力情况下车架不会被损坏;可以有足够的抗疲劳强度,保证汽车在大修的里程里,车架不至于严重的疲劳损坏。
拥有足够的弯曲刚度可以保证汽车在各种复杂受力的使用条件下,固定在车架上的各种总成不至于因为车架的受损而遭到损坏或失去正常的工作能力。
商用货车车架的最大弯曲挠度应小于10mm。
适当的扭转刚度可以让汽车行驶于不平路面时,保证汽车对路面不平度的适应性,提高汽车的平顺性和通过能力,所以要求车架具有合适的扭转刚度。
载货汽车车架纵梁结构优化设计
CIC .U2 03 Do u n o e A Aril D: 17 8 ( 0 2 0 . 30 No: 7 .2 c me t d : c t e c I 1 7 . 9 8 2 1 ) 94 .4 6
参 数 ,从 中可 以发现 ,各 种截 面 的力学 参数都 可 以 用 相似 的型式 表达 出来 ,其差 距主 要在 于各 自的 F
不同。 、
3 、计算分析及纵梁强度校核
车 架 纵梁常 见 的截 面有 槽 型、z 型 、工字梁 结 构 ,当外 界的载荷 条件 、强度和 刚度 等边 界参数 确 定后 ,选 取何种 截面 形状及 尺 寸 比例 才 能达到 较佳
设 计 目的 。
关 键词 :重 型载 货汽 车 ;车架 ;轻 量化 ;优 化设 计 中图分 类号 :U 7 .2 文献标 识码 :A 文章 编 号 :1 7 — 9 8 ( 0 2) 9 4 — 4 2 03 6 178 2 1 O — 3 0
TheOptm i a i n D e i n OfH e vy D u yTr k Fr m e i z to sg a — t uc a
梁结 构 的优化 设计 ,提 出适 用于 载货 汽车 的车 架 纵
作者简介 :强鸽鹏 ,助理工程师 , 就职于陕西汽车集 团有 限
责任公 司 ,主要从事商用车整车设计工作 。
由于 匹配 的发 动机 较小 ,为方便 生产 ,一般 车架 采
用直 大梁 结构 。 国外 MA 公司 的 T L、 GM 车 如 N G T
低速载货汽车车架的模态实验与验证
Mo da l Ex pe r i me n t an d Ve r i ic f a t i o n o f Lo w—s p e e d Tr u c k Fr a me
Hu a Yo n g,L i S h a n g p i n g ,L i Bi n g
[ 摘要 ]为研 究低速载货汽车车架的模 态参数 ,运 用有 限元软件 H y p e r Wo r k s 对低速载货汽车车架进行 了 自由
模 态的分析 。 同时基 于 L MS T e s t L A B振动测试 系统对低速载货汽车车架进行 了模态试验 , 采用最小二乘复频域
法( L S C F法) 提取 车架的模 态参数 , 得到在低频 范围内与有限元模 态分析结果基本一致的模 态频率和振 型。模
态实验的结果验证 了该有 限元模 型的正确性 . 进 而为车架的改进设计提供理论依据。
[ 关键 词] 车 架; 有限元 H y p e r Wo r k s ; 试验模 态; 模 态分析 [ 中图分类号 ] s 2 2 9 . 1 ; U 4 6 3 . 3 2 [ 文献标志码 ] A [ 文章编号 ]1 6 7 3 — 3 1 4 2 ( 2 0 1 3 ) 0 l 一 0 0 0 5 — 0 4
d o n e b y t h e i f n i t e e l e me n t s o f t wa r e o f Hy p e r w o r k s . At t h e s a me t i me ,t h e mo d l a t e s t o f v e h i c l e f r a me wa s c a r i r e d o u t b a s e d o n t h e
L MS T e s t L AB v i b r a t i o n t e s t s y s t e m. L e a s t S q u a r e s F r e q u e n c y Do ma i n me t h o d ( t h e L S CF me t h o d )i S u s e d t o e x t r a c t t h e mo d a l
基于ProE及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计与静力学分析
Key words:Frame; Pro/E; ANASYS ; Strength; Stiffne
目
录
摘要······························································································································································ I Abstract····················································································································································· II 第 1 章 绪论··········································································································································· 1
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摘要本课题结合生产实际,在农用运输车的基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。
设计内容主要包括:参与总体设计;车架、悬架结构型式分析和主要参数的确定;车架、悬架结构设计。
整个设计过程遵循以下原则和技术标准:规范合理的型式和尺寸选择,结构和布置合理;保证整车良好的平顺性能。
工作可靠,结构简单,装卸方便,便于维修、调整;尽量使用通用件,以便降低制造成本;在保证功能和强度的要求下,尽量减小整备质量。
低速载货汽车上用得比较广泛的是边梁式车架和非独立悬架,因为边梁式车架和非独立悬架结构简单,比较经济实用,便于维修和改装。
考虑到车架和悬架在整车设计中的作用,首先进行了车架、悬架的总体设计,然后对车架、悬架结构进行了设计,最后对车架、悬架的结构进行了受力综合分析,在次基础上确定了它们的主要参数。
关键词:低速货车,车架,悬架,设计ABSTRACTThis topic combined production with the actual and based on the agriculture transport vehicle foundation, the low speed truck frame and suspension system have been designed.The main content of the design include: the design of the participation system, analysis of the structure pattern of the frame and suspension and determination of the main parameter, design of the structure of the frame and suspension.During the entire design process, the principles and the technical standards are followed: the reasonable pattern and the size, the structure and arrangement; the good smooth performance of the entire vehicle; with reliable work, simple structure, loading and unloading, advantageous for the service and the adjustment; as far as possible general parts, in order to reduce the cost of the production, the function and the intensity request are guaranteed, the quality is reduced as far as possible.The side frame and non- independent suspension are used quite widely on the low speed truck, because the side frame and non- independent suspension structure are simple, economical and practical, advantageous for the service and the refit. Considered the function of the frame and suspension in the entire vehicle design, firstly that the whole of the frame and suspension system is carried on designing, then the structure of the frame and suspension have been carried on designing, finally the stress generalized analysis of the structure of the frame and suspension has been carried on, their main parameter has been determined in the inferior foundation.Key words:Low Speed Truck,Frame,Suspension,design目录第1章前言 (1)第2章总体方案论证 (2)2.1 设计选型原则 (2)2.2 设计内容 (3)第3章主要尺寸参数的选定 (3)3.1 外廓尺寸 (3)3.2 质量参数 (3)第4章车架总成设计 (4)4.1 车架的结构设计 (4)4.2 车架的技术要求 (5)第5章车架的设计计算 (6)5.1车架的计算 (6)5.2 车架载荷分析 (8)5.3 车架弯曲强度的计算 (8)5.4 车架扭转应力的计算 (11)第6章悬架的总成设计 (14)6.1悬架的设计要求 (14)6.2悬架的两种形式 (14)6.3悬架主要参数的确定 (17)6.4钢板弹簧的设计 (20)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第1章前言车架和悬架系统是汽车设计的重要部分,因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面(操控、性能、安全、舒适)性能。
现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。
汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的,如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。
车架是支撑连接汽车的各零部件,并承受来自车内、外的各种载荷,所以在车辆总体设计中车架要有足够的强度和刚度,以使装在其上面的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小,车架的刚度不足会引起振动和噪声,也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。
过去对车辆车架的设计与计算主要考虑静强度。
当今,对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高,于是对车架的结构形式设计有高的要求。
首先要满足汽车总布置的要求。
汽车在复杂多边的行驶过程中,固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。
汽车在崎岖不平的道路上行驶时,车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形;车架布置的离地面近一些,以使汽车重心位置降低,有利于提高汽车的行驶稳定性。
[]1悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。
它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支撑力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,以保证汽车的正常行驶。
在进行设计时,要满足以下几点要求:a.规范合理的型式和尺寸选择,结构和布置合理。
b.保证整车良好的平顺性能。
c.工作可靠,结构简单,装卸方便,便于维修、调整。
d.尽量使用通用件,以便降低制造成本。
e.在保证功能和强度的要求下,尽量减小整备质量。
f.其它有关产品技术规范和标准。
[]2目前,农用运输车不能满足“三农”市场需求,突出表现为一般产品生产能力过剩,技术水平低,质量和维修服务水平差,价格较高,而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。
结合生产实际,在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。
第2章总体方案论证2.1 设计选型原则2.1.1车架的设计方案根据纵梁的结构特点,车架可分为以下几种方案:a.周边式车架,用于中级以上的轿车;b.X形车架,为一些轿车所采用;c.梯形车架,梯形车架是由两根相互平行的纵梁和若干根横梁组成。
其弯曲刚度较大,而当承受扭矩时,各部分同时产生弯曲和扭转。
其优点是便于安装车身、车箱和布置其他总成,易于汽车的改装和变型,因此被广泛地用在载货汽车、越野汽车、特种车辆和用货车底盘改装的大客车上;d.计量式车架;e.综合式车架;结合生产实际及设计要求,选用方案c。
[]32.1.2 悬架的设计方案a.前轮和后轮均采用非独立悬架;b.前轮采用独立悬架,后轮采用非独立悬架;c.前后轮均采用独立悬架;非独立悬架的结构特点是,左右车轮用一根整体轴连接再经过悬架与车架(或车身)连接;独立悬架的结构特点是左右车轮通过各自的悬架与车架(车身)连接。
结合生产实际及设计要求,选用方案a。
由于是载货汽车,前后悬架均采用纵置半椭圆形钢板弹簧,当采用纵置钢板弹簧作弹性元件时,它兼起导向装置作用。
缓冲块用来减轻车轴对车架(或车身)的直接冲撞,防止弹性元件产生过大的变形。
装有横向稳定器的汽车,能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。
[]32.1.3整体设计方案综合上述两方案确定了整体设计方案:梯形车架和前后悬架均采用纵置半椭圆形钢板弹簧非独立悬架。
2.2 设计内容a .参与总体设计;b .车架、悬架结构型式分析和主要参数的确定;c .车架、悬架结构设计。
第3章 主要尺寸参数的选定3.1 外廓尺寸我国对低速载货汽车的限制尺寸是:总高不大于2.05米;总宽不大于2米;总长不大于6米。
3.2 质量参数3.2.1 装载质量G m按要求取G m =1500kg3.2.2 整备质量0m 汽车的装载量与整备质量之比G m /0m 称为汽车的整备质量利用系数0m η。
它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。
参考国内外同类型同级别的汽车整备质量利用系数和查《汽车设计》表2-10,所以:kg m m G 18758.0/15008.0/0===在轻型载货汽车之列,所以满足设计要求取0m kg 2000=。
[]3 3.2.3满载质量a mkg m m m G a 35000=+=3.2.4车架宽度车架宽度是指左右纵梁腹板外侧面之间的宽度。
在总体设计中,整车宽度确定后,车架前后部分宽度就可以根据前轮最大转向角、轮距、钢板弹簧片宽、装在车架内侧的发动机外廓宽度及悬置等尺寸确定。
从提高整车的横向稳定性以及减小车架纵梁外侧装置件的悬伸长度来看,车架尽量宽些,同时前后部分宽度应相等。
以便简化制造工艺和避免纵梁宽度变化处产生应力集中。
由(汽车设计)表2-25取的车架宽860mm 。
3.2.5轴距L由总体设计取轴距2800mm。
第4章车架总成设计4.1 车架的结构设计车架是支撑、连接汽车备总成的零部件,并承受来自车内外的各种载荷的基础构件。
传统的梯形车架由于其所起到的缓冲、隔振、降低噪声、延长车身使用寿命等特点及生产上的继承性、工艺性等原因仍广泛应用在大型挂车上。