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半挂油罐车结构有限元分析及半挂车车架优化设计

作　者: 朱帅
导　师: 钱立军
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 半挂油罐车有限元分析模态分析固有频率拓扑优化
分类号: U469.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 432次
引　用: 12次
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内容摘要

随着科学技术的发展，人们对整车性能的要求越来越高。在市场竞争日益激烈的情况下，采用新技术、新方法已成为提高产品竞争力的主要途径。虚拟样机技术集建模、仿真、优化等于一体，可以缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量，从而达到提高产品竞争力的目的。随着计算机的广泛应用，有限元法的研究和应用在我国得到迅猛的发展，ANSYS软件是一个功能强大的结构分析和结构优化软件包。其功能除结构分析以外，还包括热分析、电磁分析、流体分析、藕合场分析．多物理场等。其中结构分析可确定结构的变形、应变、应力等。车架是一辆车的关键部件，车架的自主开发技术水平直接影响该车整车的自主开发水平。目前，在汽车车架的开发设计阶段，也同样由于缺乏必要动态试验设备和完善的试验方法，对车架在各种加载工况和路面条件下的可靠性不能进行有效、准确的计算与分析。本文针对瑞江半挂油罐及低平板半挂车，利用三维软件UG建立了半挂油罐车及低平板半挂车的板壳模型，导入有限元软件ANSYS进行预处理，对所建半挂油罐车的进行强度，找出强度不足之处，提出改进方案，并借助于该软件求出罐车模型的固有频率和振型，并对车架的动态特性做了评估：同时基于ANSYS对低平板半挂车进行强度分析及优化设计，从而为提高车架的正向开发速度与质量提供了理论依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
第一章绪论  14-17
  1.1 关于强度计算方法的概述与发展  14
  1.2 工程数值模拟技术和有限元法综述  14-15
  1.3 国内外研究现状  15-16
  1.4 本文的研究内容  16-17
第二章有限单元法的基本原理  17-33
  2.1 有限单元法的基本概念  17-18
  2.2 结构静力学分析的有限单元法  18-25
    2.2.1 单元特性的导出方法  18-25
  2.3 有限单元法的分析步骤  25-26
  2.4 板壳问题有限元法  26-33
第三章半挂油罐车的结构强度分析研究  33-46
  3.1 前言  33
  3.2 分析模型的建立  33-36
    3.2.1 罐体模型的建立  33-35
    3.2.2 载荷及约束的添加  35-36
    3.2.3 边界条件处理  36
  3.3 计算仿真结果分析  36-40
    3.3.1 原模型的强度分析  36-38
    3.3.2 改进后模型的强度分析  38-40
  3.4 对模型进行结构轻量化设计  40-44
  3.5 本章小结  44-46
第四章半挂油罐车的有限元模态分析  46-53
  4.1 油罐车结构振动的基本方程  46-47
  4.2 子空间迭代法  47-50
  4.3 半挂油罐车的有限元模态计算  50-51
  4.4 计算结果分析  51-52
  4.5 本章小结  52-53
第五章基于 ANSYS的车架结构优化的初步研究  53-69
  5.1 结构优化设计的概述  53
  5.2 ANSYS优化技术  53
  5.3 结构参数优化  53-58
    5.3.1 基本概念  53-55
    5.3.2 ANSYS优化设计的步骤  55-56
    5.3.3 优化方法  56-58
  5.4 低平板半挂车车架的结构最优化设计  58-64
    5.4.1 车架结构的优化设计模型  58-60
    5.4.2 优化结果与分析  60-64
  5.5 低平板半挂车进行拓扑优化  64-68
    5.5.1 ANSYS中拓扑优化的方法  64
    5.5.2 ANSYS拓扑优化的步骤  64-65
    5.5.3 对瑞江低平板半挂车的拓扑优化  65-68
  5.6 本章小结  68-69
第六章结论和建议  69-70
  6.1 结论  69
  6.2 建议  69-70
参考文献  70-71

半挂油罐车结构有限元分析及半挂车车架优化设计

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