水泥罐式汽车的罐体及车架结构的有限元分析
车架有限元分析
目录 一结构简介 (1) 二计算载荷工况 (2) 三有限元模型 (5) 四静强度分析结果 (10)
一、结构简介 本次作业以某转向架构架为几何模型，进行静强度分析，下图为本次计算针对的某型转向架几何模型，结构上由侧架、摇枕、转臂座、齿轮箱吊挂、轴箱吊挂、一系减震器座等组成。整个计算主要分为网格划分和静强度计算两个过程。 图1 某型转向架几何模型（a） 图2 某型转向架几何模型（b） 二、计算载荷工况
根据要求，对转向架采取如下的加载方式： 1、约束 图3 约束要求 如下的局部视图中圈出处即为所加的约束之一； 图4 模型中所加约束之一 在此点出建立Z 方向的 位移约束 在此点出建立X 、Z 方 向的位移约束 在此点出建立X 、Y 、Z 方向的位 移约束 在此点出建立Y 、Z 方 向的位移约束
2、载荷 图5 受力要求 模型中加载作用力的局部视图如下（注：图中坐标系中红色为X 轴，绿色为Y 轴，蓝色为Z 轴）； 图6 Z 轴正向26.2kN 的力 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴负方向 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴正方向 在此处加45.6KN 的力，力的方向为X 轴正方向中心销半圆内部分（Z 方向距上盖板80mm,距下盖板131mm ，X 方向距离圆心7mm ）
图7 Z轴负向26.2kN的力 图8 中心处加载X轴正向45.6kN的力计算工况如下表1所示 表1 工况 工况 横向 （X向） 纵向 （Y 向） 垂向 （Z向） 1 -- -- +
整个模型由两类网格组成：构架采用壳网格单元建立模型，转臂座构件采用六面体网格建立模型；其中壳网格单元以四边形网格为主。有限元模型重量为1422.015kg，结点总数为81382，单元总数为74991。有限元模型如图9~12所示。 图9 壳单元模型（1/4模型） 图10 转臂座实体网格模型
汽车车架的有限元结构分析开题报告修改,胡远鹏_修见
本科生毕业设计（论文）开题报告（含文献综述） （ 2015 届） 题目：汽车车架的有限元结构分析 学生姓名胡远鹏 学号 201102120418 专业班级交通112 学院名称工程学院 指导教师刘达列 2014年 12 月18 日
1 选题的依据及意义 车架作为汽车的承载基体，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，承受着传递给它的各种力和力矩。车架工作状态比较复杂，无法用简单的数学方法对其进行准确的分析计算，而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析，从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。汽车工业属于高技术产品，要生产出技术可靠，性能优越的汽车，不应用好的软件进行辅助设计是无法实现的。在汽车结构设计中采用有限元结构强度分析，可以解决以往很多无法解决的问题。 实际工程结构都是复杂的超静定结构，有限元法的基本思想是将一个复杂的结构拆分成“有限”个“单元”，对这些单元分别进行分析，建立其位移内力的关系，将变分原理为工具，将微分方程化为代数方程，再将单元组装成结构，形成整体结构的刚度方程。采用有限元分析方法将一个复杂的分析过程转变成可以解决的多个步骤，为汽车的发展，提高汽车性能，节约汽车研究成本各方面起到了很大的作用。 对汽车车架结构的分析我将采用ANSYS软件，ANSYS是全世界范围内最知名，功能最丰富，使用最多的有限元显示求解程序。其在高速碰撞模拟，乘客的安全性分析，零件制造，机械部件的运动分析等方面都有应用领域。 2 国内外研究现状及发展趋势 2.1 国内 随着我们经济的高速发展，全球化进程的不断加快，汽车是保证和促进发展的一个重要工具。汽车车架作为重型载货汽车的载体，支撑这发动机、离合器、变速器、转向器、驾驶室和箱货等所有车架上的重物，并且使用条件恶劣，情况复杂，因此车架需要足够的强度，刚度，可靠性和寿命。 有限元法已成为现代汽车设计的重要工具之一，与传统设计方法相比，它的优势在于提高汽车产品的质量，降低汽车开发和生产制造成本，提高汽车产品在市场上的竞争力。 到了上世纪80年代初，国际上较大的结构分析通用有限元程序发展到几百种，其中著名的有NASTRAN,ASKA,MARC,GTSTRUD,SAP,ADINA,ANSYS等。ANSYS是由美国ANSYS公司开发的融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大姓通用有限元分析软件。该软件90年代开始
汽车车身结构
1.白车身:通常是指已经装焊好但尚未喷漆的白皮车身,此外尚包括前后板制件与车门,但不包括车身附 属设备及装饰件等。 2.眼椭圆:驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅中时其眼睛位子在车身中的统计分布图形 3.体压分布:人体质量作用在座椅座垫和靠背上的压力分布称为体压分布 4.承载式车身:是一种无车架式,整个车身为一体,悬挂直接连在车身上载荷主要由车身承担 5.非承载式车身:装有单独的车架,通过多个橡胶安装在车架上,产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收,载荷主要由车架来承担 6.跨点:人体身躯与大腿的连接点,车身设计中常称作H点 7.踵点:人体的脚跟着地点,此时的脚踏在加速踏板上,是开始布置人体的基准点。 8.安全汽车:车身前部和后部为弹性结构中部为刚性结构,则为。。 9.车身:是技术密集型和劳动密集型相结合的产品(车身本体及装饰件、附件的总称) 10.手伸及界面:指以正常驾驶姿势坐在座椅中,身系安全带,一手握住方向盘时,另一手所能伸及的最大空间界面 11.汽车造型设计:指汽车总布置和车身总布置基本确定之后进一步使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程,包括外形设计和室内造型设计
12.风压中心:将整个汽车外表面上压力合成而得到作用在汽车上的合力称为气动力,合力在汽车上的作用,称为。。 13.透视图:通过视点与物体空间点连接假想直线与画面的交点即是空间点在画面的透视,在此画面上构成的图形即为透视图 14.客车轿车空调的功率为多少? 轿车:3.5~9.3KW,30座客车:10~14KW ,40座:16.3~21KW,60座:23.3~33.8KW 双层大客车:29.6以上 15.车身技术是我国汽车工业中的薄弱环节,因为车身开发怎么样? 因为车身开发一直徘徊在货车的生产水平上,轿车方面涉及很少 16.色彩的基本属性有什么?色相、明度和纯度 汽车造型设计应满足哪些要求? 1)使汽车具有完美的艺术形象2)使汽车具有良好的空气动力性能3)使汽车车身具有良好的工艺性4)应保证汽车良好的适用性5)应考虑材料的装饰效果 17. 非承载式车身有何优点? 1乘坐舒适性好,2可简化装配工艺,又便于组织专业化协作,3便于总成和不见的安装,也易于改型,4撞车时,车架可起保护作用 18.非承载式车身有何缺点?
一种轻型货车车架有限元分析与优化
第30卷 第2期 2008年2月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNA L OF WUH AN UNIVER SIT Y OF TE CHN O LOG Y Vol.30 No.2 Feb.2008 一种轻型货车车架有限元分析与优化 叶 勤1,邓亚东1,王 彦2,谭 伟2 (1.武汉理工大学汽车工程学院,武汉430070;2.东风汽车股份有限公司,武汉430056) 摘 要: 车架作为整车的一个重要部件,对其进行结构分析与研究具有重要意义,而悬架机构以及连接部件的模拟是建立有限元模型的关键步骤。介绍了以组合单元建立货车车架有限元模型的方法,运用有限元法计算分析车架在典型工况下的应力水平和分布情况,在此基础上对车架进行优化设计,并提出了车架的改进意见。关键词: 车架; 有限元分析; 优化中图分类号: U 436.32 文献标识码: A 文章编号:167124431(2008)022******* Finite E lement A nalysis and Optimization of a Light V ehicle F rame Y E Qin 1,DEN G Ya 2dong 1,WA N G Yan 2,T A N Wei 2 (1.School of Autom otive Engineering ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China ; 2.Dong feng Autom obile C o Ltd ,Wuhan 430056,China ) Abstract : Frame is the key of vehicles ,s o it is important to analyze and study its structure ,above all ,the simulation of suspension and connecting parts is an important step during the m odel built 2up period.A finite element m odel was established for the frame of light truck based on composite elements ,which was used to analyze the stress level and distribution on the frame in typical conditions.Under the guidance of the analyzed results ,the design of the frame was optimized and the suggestions to design improvement were presented.K ey w ords : vehicle frame ; finite element analysis ; optimization 收稿日期:2007209218.作者简介:叶 勤(19822),男,硕士生.E 2mail :a010301@https://www.360docs.net/doc/d116644451.html, 车架作为汽车的承载基体,安装着发动机、传动系、行驶系、货厢等簧上质量的有关机件,承受着传递给它的各种力和力矩。车架工作状态比较复杂,无法用简单的数学方法对其各部分的应力状态进行准确的分析计算,而采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析,从而使车架设计从经验设计进入到科学设计阶段。作者运用有限元方法对某货车车架进行强度、刚度分析,并根据分析结果,进行优化设计,提出了改进意见。 1 车架的有限元模型 该车架为边梁式,即车架由2根位于两边的纵梁和7根横梁组成,用铆接方式将纵梁和横梁连接成坚固的刚性结构。以往采用的车架有限元分析模型一般为梁单元模型。梁单元模型是将车架结构简化为由一组梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。此法无法详细分析车架应力集中问题,不能很好地模拟车架纵、横梁的连接状况。在实际工程中,车架是由一系列薄壁件组成,且形状复杂,应利用板壳单元进行离散处理。这种模型可以使分析结果更准确。1.1 部件连接及相互作用的模拟 车架纵、横梁多采用铆钉和螺栓连接。以点对点或节点耦合的方式建立铆接单元夸大了连接部位铆钉处的局部应力特征。实际在铆接预紧力作用下,铆钉孔周向的点大致与铆钉点的位移相协调,因此,可以采用梁
《汽车车身结构与设计》基本知识点
《汽车车身结构与设计》 1、车身主要包括哪些部分？答：一般说，车身包括白车身及其附件。白车身通常是指已 经装焊好但未喷涂油漆的白皮车身，主要是车身结构件和覆盖件的焊接总成，并包括前后板制件与车门。但不包括车身附属设备及装饰等 2、车身有哪些承载形式？答：非承载式、半承载式、承载式 3、非承载式（有车架式）车身：货车、采用货车底盘改装的大客车、专用汽车以及大部 分高级轿车都采用非承载式车身，装有单独的车架，车身通过多个橡胶垫安装在车架上，橡胶垫则起到减振作用。非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架，其主要原因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载，故必须保证车架有足够的强度和刚度，从而导致 自重增加。②由于车身和底盘之间装有车架，使整车高度增加。③车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 4、什么是承载式车身（无车架式）？答：没有车架，车身直接安装在底盘上，主要是 为了减轻汽车的自重以及使车身结构合理化。承载式车身结构的缺点在于由于没有车架，传动的噪音和振动直接传给车身，降低了乘坐的舒适性，因此必须大量采用防振、隔音材料，成本和重量都会有所增加；改型比较困难。 5、汽车生产的“三化”是指什么？答：汽车生产的“三化”是指汽车产品系列化、零部件通用 化、以及零件设计标准化。 6、什么是工程设计？答：汽车工程设计一般需要 3 年以上，而从生产准备到大量投产时 间更长。其中车身的设计所需的周期最长。车身设计首先是按 1：1 的比例进行内部模型和外部模型的设计及实物制作。其次则是车身试验，包括强度试验、风洞试验、振动噪音试验和撞车试验等。 7、轿车底盘有哪三种布置形式？答：轿车底盘有三种布置形式：a：发动机前置，后轮驱 动；b：发动机前置，前轮驱动；c：发动机后置，后轮驱动。 8、什么是汽车驾驶员眼椭圆？答：汽车驾驶员眼椭圆是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅 上时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。 9、什么是 H 点答： H点是人体身躯与大腿的交接点。
油罐汽车的结构与设计
油罐汽车的结构与设计 第二章加油汽车 加油汽车根据受油对象的不同，分为普通加油车和飞机加油车两种。 . 加油车结构 加油汽车的罐体与运油汽车的罐体相似，也具有运油汽车罐体的基本装置。下图为大型加油车罐体结构示意图。横向隔板1将罐体分成三个舱，每个舱内设有横向防波板。罐体宽度较大时，可再设纵向防波板2。防护栏6和侧防护架7是用来保护加油口、呼吸阀等不受意外碰伤，以免造成燃油外溢。大型罐体还可采用立柱8，以提高罐体刚度。 加油汽车为了具备给受油设备加油、自吸装油、循环搅油、移动泵站作用、吸回加油软管中的油液等五种功能，输油管中也较运油汽车复杂，并设有油泵。
底阀装置设于每舱底部，并与输油管道相接，如图所示。
2.加油汽车油路系统设计 (1)油路系统要求与组成 根据加油汽车实际性能要求，通常是按上述的加油汽车五种功能，确定一个最佳油路系统，满足作业需要，并力求结构简单，工作可靠，工艺性良好，容易实现“三化”，管路
较短。 (2)油路系统的布置 油路系统在汽车上布置时，为充分利用汽车上的空间和方便操纵，通常将整个油路系统分作为两大部分。油路前段主要做为输送油液的油路，一般布置在汽车车架附近，称作车架油路；油路的后段，操纵阀较集中，又有仪表、过滤器、绞盘等部件，一般集中布置在操纵室中，故把它称作操纵室油路。 1)车架油路的布置。车架油路布置通常随油泵位置而定。油泵位置应尽量靠近动力源，缩短传动距离，但要保证加油汽车的通过性能。油路一般沿车架平面布置，力求管路短，弯曲少。 2)操纵室油路的布置。操纵室油路布置时，要使常用的主要阀门便于操纵，仪表便于观察，过滤器便于拆装和维修，绞盘便于软管卷绕。
车架有限元分析word版
以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。 车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。 1 有限元分析模型的建立 该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1 所示。由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。 该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC 的类型应选择Rigid Beam方式。由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。整个车架结构应力分析的有限元模型由车架有限元模型和悬挂系统等效有限元模型组成，其中纵横梁、加强板等为薄壁结构，以壳单元shell63离散;钢板弹簧、轮胎以弹簧单元模拟;前悬弹赞的模型为在每边纵梁上采用2个弹簧单元，每个弹簧单元通过MPC 与车架联接，后悬弹簧的模型为在每边纵梁上采用1个弹簧单元与车架后轴联接。离散后，壳单元总数为46 770个，MPC单元为1 338个，材料为欧洲高强度材料，屈服极限500 MPa，杨氏模量为200GPa，泊松比0.3。
汽车车架有限元分析参考文献
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车架有限元分析
1前言 车架是汽车的主要部件。深人解车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础。过去汽车设计多用样车作参考,这种方法不仅费用大,试制周于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析期长,而且也不可能对多种方案进行评价。现代车架设计已发展到包括有限元法、优化、动态设计等在内的计算机分析、预测和模拟阶段。计算机技术与现代电子测试技术相结合已成为汽车车架研究中十分行之有效的方法。实践证明,有限元法是一种有效的数值计算方法,利用有限元法计算得到的结构位移场、应力场和低阶振动频率可作为结构设计的原始判据或作为结构改进设计的基础。 2车架的静态分析 力学模型的选择 有限元分析的基本思想,是用一组离散化的单元组集,来代替连续体机构进行分析,这种单元组集体称之为结构的力学模型;如果已知各个单元体的力和位移(单元的刚度特性),只需根据节点的变形连续条件与节点的平衡条件,来推导集成结构的特性并研究其性能。有限元的特点是始终以矩阵形式来作为数学表达式,便于程序设计,大量工作是由电子计算机来完成,只要计算机容量足够,单元的剖分可以是任意的,对于任何复杂的几何形状,多样化的载荷和任意的边界条件都能适应。然而,由于有限元是一种数值分析方法,计算结果是近似解,其精度主要取决于离散化误差。如果结构离散化恰当,单元位移函数选取合理,随着单元逐步缩小,近似解将收敛于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析工作的第一步目前采用有限元分析模型一般有如下两种:梁单元模型和组合模型等。梁单元模型是将车架结构简化为由一组两节点的梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。其优点是:划分的单元数目和节点数目少,计算速度快而且模型前处理工作量不大,适合初选方案。其缺点是:无法仔细分析车架应力集中问题,因而不能为车架纵、横梁连接方案提供实用的帮助。组合单元模型则是既采用梁单元也采用板壳单元进行离散。在实际工程运用中,由于车架是由一系列薄壁件组成的结构,且形状复杂,宜离散为许多板壳单元的组集,其缺点是前处理工作量大,计算时间长,然而随着计算机技术的不断发展,这个问题已得到了较好的解决,而且由于有大型有限元软件支撑,巨大的前处理工作量绝大部分可由计算机完成,也不是制约板壳元模型实际运用的困难了。这种模型使得对车架的分析计算更为精确,能为车架设计提供更为有利的帮助。 车架的计算方法 汽车车架的主要结构形式为边梁式车架,货车车架纵梁截面多为槽形,横梁截面可为槽
汽车车身结构与设计(免费下载).doc
第一章：车身概论 1车身包括：白车身和附件 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身， 此处主要用来表 示车身结构和覆盖件的焊接总成，此外尚包括前、后板制件与车门, 但不包括车身附属设备及装饰等。 2. 按承载形式之不同，可将车身分为非承载、半承载式和承载式三 大类 非承载车身的优点：①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用 外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、 适当吸收车架的扭转变形和降 低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了舒适性。②底盘 和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可简化装配工艺，又 便于组织专业化协作。③由于车架作为整车的基础，这样便于汽车上 各总成和部件安装，同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆， 货 车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架， 其主要原 因也基于此。④发生碰撞事故时，车架对车身起到一定的保护作用。 非承载车身的缺点： ①由于计算设计时不考虑车身承载， 故必须保证 车架有足够的强度和刚度， 从而导致自重增加。 ②由于车身和底盘之 间装有车架， 使整车高度增加。 ③车架是汽车上最大而且质量最大的 零件，所以必须具备有大6—7-nra “一居立柱（弋"tt ） 2—償敢住｛ -A " in 21—寄一葩田抵23—Rira t-.Jp?. 24"歯档脱嫌爵一理动乩取26■—门窗眶 1 一就动航爼简主推橇2—水箱阳崔褪架 」一苗'烘桓 呂一匍门9—時门10—年盐捋储祓11—桔1#于柢1工一童卿駆13—疔疔赠盞 “一晞巫止适椅 怖 一后由台柢口一上加峯皿一顶魏活一即玄柱I W 如
型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。 3．承载式车身分为基础承载式和整体承载式。 基础承载式特点：①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成，易于建立较符合的有限元计算模型，从而可以提高计算精度。②容许设法改变杆件的数量和位置，有利于调整杆件中的应力，从而达到等强度的目的。③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性，可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。④提高材料利用率，简化构件的成型过程，节省部分冲压设备，同时也便于大客车的改型和系列化，为多品种创造了条件。 4．“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。第二 章：车身设计方法 初步设计技术设计卩 1概念设计：包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。
罐式汽车结构与设计
《 铝合金罐体罐式汽车结构与设计 摘要：罐式汽车是指装有专用罐状容器的运货汽车。它具有运输效率高、保证运货质量、利于安全运输、减轻劳动强度、降低运输成本等优点。随着我国各行业对物流运输需求的不断增大，罐式汽车的作用愈加突出，在专用汽车中所占的比例也明显增加。 关键词：罐式汽车结构设计铝合金 1绪论： 研究表明，汽车的燃油消耗与汽车的自身质量成正比，汽车质量每减轻10%，燃油消耗将降低 6%～10%，排放降低4%[2]。在驾驶方面，汽车轻量化后，加速性提高，车辆控制稳定性、噪音、振动方面也均有改善。从安全性考虑，碰撞时惯性小，制动距离减小。节能、环保、安全、舒适是汽车发展的新技术趋势,尤其是节能和环保更是人类可持续发展的重大问题。汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要，是汽车工业发展的方向之一，也是提高汽车的燃油经济性、减少排放的重要技术途径。汽车轻量化技术的具体内容实际上是功能完善、自重轻、性价比高的结合。 2 铝合金罐体罐式汽车 铝合金罐体的优势 a. 降低整车整备质量，减少燃油消耗，缩小运输成本。根据欧洲铝业协会相关研究报告，整车质量与单车燃油消耗成正向变化关系。以45 m3的铝合金液罐式汽车消耗柴油为例，它比碳钢或不锈钢材料罐体的质量约少5 t，从运输成本出发，单车整备质量每减轻1 t，车辆每行驶100 km可节省 L柴油。如果一辆车每年运行里程为12万km，只按该里程的一半计算（空载行驶），则一年至少可节省柴油1 800 L，折合目前市场价约为1万元。 — b. 在相同整车质量下，由于铝合金材料罐体的空载整车质量降低，承载体积变大，从而有效提高了承载经济性。按照我国道路安全法规规定，车辆总质量不得超过55 t。在规定的总质量的前提下，要想提高运输总量，只能从车辆轻量化入手，进而增加其有效承载能力获取更好的经济效益。从增加收益的角度出发，采用铝合金罐体的车辆比碳钢罐体的车辆承载量约多5 t，仍以每年12万km的里程计算，运输费用为元/(km·t)，每车可额外增加收入约15万元，可以看出使用铝合金罐体的经济效益非常可观。 c. 耐氧化，化学性质较稳定，回收循环利用价值高。由于铝合金具有较强的耐腐蚀性，而且这种稳定的化学性质跟使用时间基本不存在关系。所以用户在按国家运输车辆报废有关规定将车辆报废之后，铝合金罐体整体不会出现较大损失，特别是内部不会有很大的损伤。对于按国际标准生产工艺生产的罐体，以目前国际行业出具的回收标准看，回收价值是原铝的85%以上。如一个由5 t成品
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析
基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析 摘要：采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架的两种不同结构进行分析，并确定结构合理的类型，并 对其进行改进优化，并用ANSYS进行验证。 关键词：自行车；车架；结构；ANSYS Finite element analysis for bicycle frame based on ANSYS WANG Shunmin （Faculty of Automotive engineering,WHUT,wuhan 430070,china） Abstract:Using the finite element analysis software ANSYS to analyze two different structure of the bicycle frame, and determine the reasonable one, and according to the analysis results,the sharp optimization was accomplished, with ANSYS for verification. Key words:bicycle;frame;structure;optimization 自行车从诞生到现在已经有200多年的历史，因为其具有结构简单、售价低廉、自重轻、维护容易、不需能源、无污染、无噪声、使用方便灵活等优点而独具特色。随着全球现代化的发展，交通拥堵、空气污染、油价上涨等问题日益严重，自行车作为传统的交通工具，在人们的生活中仍然具有举足轻重的地位。 自行车在日常生活中使用广泛，而自行车车架作为自行车上面主要的承受道路复杂载荷的作用的部分，对其进行结构的强度和刚度分析在自行车的设计分析中占有很大比重。由于自行车受力比较复杂，传统的经验设计有很多的盲目性，不能定量的分析结构强度，很容易造成车架的结构设计不合理以致出现过分的应力集中。采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架进行分析，可以在设计初期发现不合力的结构以及可能存在的缺陷。目前市面上最常见的两种车架结构形式如下图1、2所示，分别为“四边形+三角形”和“两三角形”结构的形式，本文通过对这两种车架结构进行分析，确定其中结构合理者，并对其进行改进和优化。 1.自行车车架的有限元模型的建立， 1.1车架线框和实体模型的建立 建立准确、可靠的自行车车架模型是进行有限元分析最重要的步骤之一，首先对自行车的尺寸数据进行测量，本文主要通过对图片尺寸进行测量，然后乘以相应的比例关系，得到实际车架的数据。本文通过CATIA软件强大的测量功能分别得到两个车架的坐标数据。主要得到车架关键点的坐标数据，包括前叉部位、把手、车座、后轮轴部位、脚蹬等部位，以及梁连接点位置，一共包括14个点的坐标值。在ANSYS中进行建模，根据所测得的数据建立模型，得到两个车架结构线框模型分别如图3、4。在建模过程中选择梁单元beam4，指定材料的弹性模量为2.11E11Pa，泊松比为0.3。梁选择圆管类型，内外径分别根据自行车实际尺寸进行设置。 1.2 划分网格，设置单元大小为0.005m，对整个模型进行划分。 1.3 施加边界条件，自行车在实际的使用过程中，道路和行驶状况差异很大，受力等边界条
基于hypermesh的客车车体有限元分析
基于Hypermesh的客车车身有限元分析 沈兵，靳春宁，胡平 大连理工大学汽车工程学院，大连（116024） E-mail：279987329@https://www.360docs.net/doc/d116644451.html, 摘要：有限元方法和理论对现代车身设计具有重要的实际意义。综合现有的建模方案，提出了用壳单元建立有限元模型的方法；针对三种工况，应用有限元软件Hypermesh对模型进行后处理，找出了应力、位移分布情况；对轻量化设计提供了可靠的依据。 关键词：客车车身；壳单元；有限元分析 中图分类号TG404；TH114；TB115 1. 引言 当前国内对客车车身的有限元建模方法大致有三种，即采用梁单元、壳单元和体单元。采用梁单元可使计算量大大降低，但由于简化太多，导致一些关键受力截面无法正确表达，使得可信度不高，很难起到指导作用。采用体单元构建的客车骨架跟现实情况很接近，但建模时间太长，不宜采用。而壳单元弥补了梁单元与体单元的不足，是比较理想的建模方法。本文正是采用壳单元构建了客车车身模型，并按照实际使用条件进行车载负荷计算，对车体进行结构分析。 2.模型的建立 目前UG具有强大的曲面造型功能，在航空和汽车行业应用非常广泛；而Hypermesh 是世界上领先的有限元前后处理软件，它与UG等许多软件都有良好的接口。本文采用UG 对客车车身进行何造型设计，然后在Hypermesh中进行网格划分以及前后处理工作。 车架的实际工况复杂多变，建立有限元模型时对CAD模型的简化是十分必要的。其原则是：最大限度地保留零件的主要力学特征；将小面合并成大面，并且相邻面应共用一条轮廓线，以保证各个面上划分出来的网格在边界处是共用节点，避免在边界处出现节点错开的现象。具体的简化如下： （1）忽略非承载件。有些部件（如保险杠、踏板支架等）是为了满足构造或使用上的要求而设置的，对于分析车身模态影响很小，这里将其忽略掉。 （2）忽略蒙皮、玻璃等附件。 （3）忽略圆角以及梁截面形状的简化。考虑到圆角对网格计算的来说比较费时，将模型中的圆角忽略掉；本文中梁简化成矩形钢和槽型钢。 图1圆角的忽略
货车车身结构及其设计
第4章货车车身结构及其设计 §4-1 概述 货车即载货汽车，人们也称之为卡车，是指一种主要为载运货物而设计和装备的商用车辆，它能否牵引一挂车均可。近年来，随着我国高速公路网的加快建设与不断完善，公路运输行业迎来了大变革、大发展的时代，货车已经从载运货物这一单一功能向可代表物流准时化的物流服务的运输工具这一方向发展，成为了一种社会化的服务工具，因此，货车车身的设计也需要紧跟时代的步伐，满足当今社会的需求。 货车车身包括驾驶室和车箱两部分。在高度追求运输效率的今天，货车通常是昼夜不停地行驶，驾驶员轮换驾驶，驾驶室作为驾驶员和乘员工作和休息的空间，其设计既要满足实用性、耐用性、空气动力性、安全性等基本性能要求，也要具有良好的人机工程环境。货车车箱根据不同的需要可以设计成多种形式，其结构也各不相同，在设计时需考虑的有车箱结构强度、车箱尺寸及容量、前后轴载荷分配等因素，对于厢式车箱还要考虑空气动力性能。 由此可见，在设计货车车身结构时，需要综合地考虑货车的实用性、耐用性、安全性、舒适性以及其他各方面相关的因素。 4.1.1、货车的分类 货车的种类繁多，形式各异，各国的分类标准有所不同，在我国国家标准GB/T 3730.1-2001《汽车和挂车类型的术语和定义》中，将货车分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车和专用货车六大类，具体形式及定义见表4-1。 货车分类定义示意图 普通货车 一种在敞开（平板式）或封闭（厢式） 载货空间内载运货物的货车。 多用途货车在其设计和结构上主要用于载运货物，但在驾驶员座椅后带有固定或折叠式座椅，可运载3个以上的乘客的货车。 全挂牵引车一种牵引牵引杆式挂车的货车。 它本身可在附属的载运平台上运载货物。
载重货车车架设计及有限元分析
摘要 汽车车架是整个汽车的基体，是汽车设计中一个重要的环节。车架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重要机件，承受着传给它的各种力和力矩。因此，车架必须要有足够的弯曲刚度，也要有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命。同时，随着现在汽车的发展，载重货车的乘坐舒适性，操控性能也在不断提高，因此车架的设计还应同时兼顾舒适性和操控性。 本文以商用载重货车为研究目标，结合货车的各项参数，对车架进行设计。确定了车架总成以及纵梁横梁的各项参数。运用solidworks软件做出了车架的三维模型图。同时利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对车架的四种典型工况做出静力分析，得到各种工况下的变形情况和应力分布情况，同时对车架进行了模态分析。最后根据分析结果对车架做出优化建议。 关键词: 载重货车；车架；结构设计；有限元分析 I
ABSTRACT The vehicle frame is the base of the car, is one of the most important parts in the automobile design. Frame supports the engine clutch, transmission, steering gear, non bearing body and the container all spring quality the important parts, bear and pass it on to all kinds of force and moment. Therefore, the frame must have enough bending stiffness, also want to have enough strength, to ensure sufficient reliability and life. At the same time, with now the development of automobile and truck ride comfort, handling performance also continues to increase, so design of the frame should also combine comfort and handling. In this paper, the commercial truck as the research objective, combined with the parameters of the truck, the frame design. Frame assembly and the longitudinal beam parameters were determined. The 3D model chart of the frame was made by SolidWorks software.. At the same time, the finite element analysis software ANSYS Workbench of the frame of four kinds of typical working conditions to make static analysis, obtained under various conditions of deformation and stress distribution, and the modal analysis of the frame. Finally, according to the results of the analysis of the frame to make optimization recommendations. Keywords:Truck； frame；structure design；finite element analysis II
专用汽车构造与设计
专用汽车构造与设计第一章绪论 第二章专用汽车总体设计 第一节概述 第二节专用汽车的总体布置 第三节专用汽车底盘车架的改装设计 第四节专用汽车主要性能计算 第五节专用汽车整车性能试验 第三章自卸汽车构造与设计 第一节概述 第二节普通自卸汽车 第三节高位自卸汽车的结构与设计 第四节摆臂式自装卸汽车的结构与设计第四章罐式汽车构造与设计 第一节概述 第二节常压液体罐车构造与设计 第三节粉罐汽车的构造与设计” 第四节液化气罐汽车构造与设计 第五节其他罐式汽车构造与设计 第五章厢式汽车构造与设计 第一节概述 第二节冷藏保温汽车构造与设计
第三节运钞车构造与设计 第四节翼开启厢式车构造与设计 第六章起重举升汽车构造与设计 第一节概述 第二节随车起重运输车构造与设计第三节栏板起重运输车构造与设计第四节高空作业车构造与设计 第五节起重吊车构造与设计 第七章仓栅式汽车构造与设计 第一节概述 第二节散装粮食运输车结构与设计第三节散装饲料运输车结构与设计第四节栅栏式运输车结构与设计 第八章环卫车辆构造与设计 第一节概述 第二节后装压缩式垃圾车构造与设计第三节厨余垃圾车构造和设计 第四节道路清扫车构造和设计 第五节高压清洗车 第九章建筑类专用车构造与设计 第一节混凝土搅拌运输车构造与设计第二节混凝土泵车构造与设计
第十章汽车列车构造与设计 第一节概述 第二节挂车构造与设计 第三节牵引联接及支承装置 第四节汽车列车的制动系统 第五节挂车其他部件结构与设计 第十一章消防车构造与设计 第一节消防车的分类和型号编制 第二节水罐消防车的设计 第三节泡沫类消防车的设计 第四节消防车总体设计的内容、特点及其发展趋势第十二章特种结构汽车构造与设计 第一节概述 第二节集装箱运输车结构与设计 第三节除雪车的结构与设计 第四节机场特种车的结构与设计 第五节警用车辆
大客车 车架 结构
大客车底盘车架结构及分析 作者:中国商用车辆网 来源:中国商用车辆网 日期:2004-01-18 浏 览量:1000 次
如果人们把发动机描述为汽车的“心脏”， 那么作为汽车重要组成部 分的车架就可以称为汽车的“骨骼”了。车架是汽车所有总成零件“生 存”的载体，受力复杂。通过行走系和车身的力都作用于车架上，车 架结构的好坏及载荷分配是否合理是汽车设计成功与否的关键因素。 车架结构设计是否合理对汽车有着十分重要的意义， 特别是客车底盘， 在设计过程中不但要考虑各总成零部件的合理布置以及其可靠性、 工 艺性和维修的方便性， 还要充分考虑最大限度地满足车身对底盘的特 殊要求，如纵梁的结构、横梁及外支架的位置及连接方式、行李箱大 小、地板高度和位置，等等。对同样型号的客车底盘，不同的用户对 车架的要求不尽相同，甚至有较大的差异。这里着重分析大客车底盘 车架的结构特点，阐述其设计要点。
大客车底盘车架的基本结构
大客车底盘的车架一般包括直通大梁式、 三段式和全桁架(无车架) 式 3 种结构型式，分别与车身构成非承载式、半承载式和全承载式结 构。根据其不同的用途和工艺特点，车架与车身一般采用弹性或刚性
连接。现国内外大都采用刚性连接，以使车架与车身共同承载，受力 趋于合理化，从而提高车辆的可靠性和安全性。 1．直通大梁式 该结构是传统的结构型式，采用槽形或矩型截面纵梁，有些车型 还有加强副纵梁。根据不同的要求，纵梁设计可前后贯通，也可前、 中和后搭接成不同高度或不同宽度的结构， 有些车型受后桥和地板高 度要求的限制而在该处设计成结构复杂的“Ω”型。横梁结构一般采用 “I 型或双槽背对形成的“I”型，有时也采用“○”型横梁。根据布置和总 成的安装要求， 同一车架可同时采用多种型式的组合和不同的横梁翼 面，车架总成可设计成前后等宽或不等宽结构。 直通大梁式车架结构简单、工艺性好，但存在本身质量大、总成 布置困难、受力不均匀和损坏后难以修复等缺点，主要用于城市公交 和普通短途客运车辆。 2．三段式 该结构前、后段为槽形大梁，中段为桁架结构(行李舱区)。根据不 同的车型和承载情况， 采用不同规格的异型钢管焊接成箱形框架结构， 通过焊接(或焊接和铆接)同前后大梁连接在一起。对于钢板弹簧悬架， 中间桁架一般不超过悬；架安装区域；但对于空气弹簧悬架，为增加 行李箱容积，有些底盘的中间桁架超过悬架安装区，只有操纵区和发 动机区域用较短的槽形大梁。 该结构在国内外被普遍应用于旅游车、长途高速客运大客车，国 内开发和引进的豪华大客车基本都采用这种结构型式。 该结构易于设