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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
豐文彥
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B05－17
指導(dǎo)教師姓名
石美玉
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
中型載貨汽車車架有限元靜力學(xué)分析
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
車架是汽車的重要組成部分，深入了解汽車承載特性是設(shè)計(jì)和優(yōu)化車架的基礎(chǔ)。過去設(shè)計(jì)車架多采用類比的方法，這種方法不僅費(fèi)用高，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且也不利于對(duì)多種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)?，F(xiàn)代的設(shè)計(jì)已發(fā)展到包括有限元法、優(yōu)化、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在內(nèi)的計(jì)算機(jī)分析、預(yù)測(cè)和模擬階段。
隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，進(jìn)一步推進(jìn)了有限元法的理論研究和實(shí)際應(yīng)用。出現(xiàn)了許多的有限元應(yīng)用軟件，其中有NASTRAN，ASKA，MARC，SAP，ADINA，ANSYS等。
國(guó)外將其引進(jìn)到車架分析應(yīng)用比較早，而我國(guó)是在七十年代末才應(yīng)用到車架強(qiáng)度分析中。目前，采用有限元分析模型一般有二種：梁?jiǎn)卧Ｐ秃徒M合單元模型等。其中梁?jiǎn)卧褪菍④嚰芎?jiǎn)化成由一組兩節(jié)點(diǎn)組成的柜架結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)少，計(jì)算快，但無法分析車架的應(yīng)力集中問題，而組合單元模型則是既采用梁?jiǎn)卧膊捎冒鍤卧M(jìn)行離散。這種模型使得車架的分析計(jì)算更為準(zhǔn)確，能為汽車設(shè)計(jì)提供更大的幫助。
車架的計(jì)算方法有：a、不考慮接頭形狀時(shí)有： 最小變形能法、Erz法、傳遞矩陣法和空間梁有限元法。b、考慮接頭形狀時(shí)有：完全法和混合法。
車架等效載荷的簡(jiǎn)化方法有： a、貨車車廂與車架之間的作用力以集中載荷形式傳遞的。b、貨廂和車架共同承受彎曲載荷，貨廂承受能力與貨廂剛度有關(guān)。因此，在車駕應(yīng)力的有限元分析計(jì)算中考慮貨廂的剛度貢獻(xiàn)。c、貨廂的結(jié)構(gòu)形式對(duì)車架的受力影響顯著。
車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法有：a、車架結(jié)構(gòu)元件參數(shù)的優(yōu)化。b、考慮車架整體布局進(jìn)行優(yōu)化。
因此，有限元法為復(fù)雜的車架結(jié)構(gòu)分析提供重要的基礎(chǔ)，也是對(duì)車架研究十分有效的方法。同時(shí)，通過有限元分析得到的結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等可作為車架結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)或作為必改進(jìn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
2、目的、依據(jù)和意義
汽車作為交通運(yùn)輸工具之一，在人們的生活和工作中有著十分重要的作用。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，汽車工業(yè)也得到了快速的發(fā)展，在今天，生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)輕、性能好、質(zhì)量高、用途廣、安全性高的汽車，成為了生產(chǎn)廠家和客戶共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
作為汽車總成的一部分，車架承受著來自道路和各種載荷的作用，同時(shí)它也是許多重要總成、部件的載體，所以設(shè)計(jì)出質(zhì)量輕、性能可靠的車架是一項(xiàng)重要的工作。用有限無法對(duì)車架進(jìn)行計(jì)算分析，就可以更加有效地設(shè)計(jì)出符合要求的車架結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的車架設(shè)計(jì)是采用類比法思想進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)出來的車架結(jié)構(gòu)除了部分的應(yīng)力水平較高外，大部分的應(yīng)力水平較低，而與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，用有限元法進(jìn)行的車架設(shè)計(jì)，可以更好地適應(yīng) 性能要求，同時(shí)減輕了車架的重量，減小了制造成本，提高了競(jìng)爭(zhēng)力。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
（1）選題的背景、目的及意義；
（2）Pro/E、ANSYS軟件學(xué)習(xí)；
（3）車架參數(shù)的選取及設(shè)計(jì)的方法步驟；
（4）用Pro/E軟件建立車架整體模型，然后導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分；
（5）假定汽車滿載情況下，對(duì)車架進(jìn)行彎曲、扭轉(zhuǎn)、緊急剎車、急轉(zhuǎn)彎四種工況下的受力和變形情況的靜態(tài)有限元分析。
（6）分析應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題，方案正確、分析合理、撰寫規(guī)范。
2、擬解決的主要問題
（1）如何利用Pro/E建模；
（2）建模后，導(dǎo)入ANSYS分析軟件過程中，可能顯示這個(gè)體，沒有defined 導(dǎo)入格式為iges的問題；
（2）在成功導(dǎo)入后，利用ANSYS進(jìn)行分析時(shí)，如何對(duì)載荷進(jìn)行等效簡(jiǎn)化；
（3）進(jìn)行靜力學(xué)分析時(shí)，正確找出車架所受載荷和約束的截面位置。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)查研究
學(xué)習(xí)Pro/E，ANSYS軟件
車架參數(shù)的確定
結(jié)合所選車架參數(shù)，利用Pro/E進(jìn)行建模
轉(zhuǎn)換接口
導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行靜力學(xué)分析
結(jié)合所得出的位移圖、應(yīng)力分布圖，
對(duì)車架分析
形成研究成果
四、進(jìn)度安排
（1）知識(shí)準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報(bào)告 第1周—第2周（3.2-3.13）；
（2）整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計(jì)說明書草稿、熟悉Pro/E、ANSYS軟件的使用 第3周—第5周（3.16-4.3）；
（3）理論聯(lián)系實(shí)際分析問題、解決問題，使用Pro/E、ANSYS軟件完成中型載貨汽車車架的三維設(shè)計(jì)、強(qiáng)度分析等大部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，中期檢查 第6周—第9周（4.6-5.1）；
（4）改進(jìn)完成設(shè)計(jì)、改進(jìn)完成設(shè)計(jì)說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第10周—第14周（5.4-6.5）；
（5）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核 第15周（6.8-6.12）；
（6）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第16周（6.15-6.19）；
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6.22-6.26）。
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日