机械5

轻型载货汽车车架有限元静力学分析（全套设计含CAD图纸） 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。 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16 2.3本章小结18 第3章车架三维模型的建立19 3.1 Pro/E软件介绍19 3.2三维模型的建立20 3.3本章小结24 第4章车架有限元分析25 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28 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30 4.4.2施加约束条件31 4.4.3车架4种工况分析32 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