某重型商用車平衡軸支架輕量化設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著全球汽車產(chǎn)量和保有量的持續(xù)增長(zhǎng),能源短缺和環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)峻,輕型節(jié)能環(huán)保汽車的研發(fā)已經(jīng)成為當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。因此,在保證安全使用性能的前提下,對(duì)汽車進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)具有重要的理論和實(shí)際意義。在汽車輕量化的方法與途徑中,資金和技術(shù)嚴(yán)重制約著新材料和新制造工藝的應(yīng)用,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)成為輕量化應(yīng)用最廣泛的方法。
　　本文針對(duì)汽車輕量化設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法,特別是結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)做了進(jìn)一步的

2、研究,提出了基于結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的汽車輕量化設(shè)計(jì)方案,并采用有限元分析的方法,借助有限元分析軟件ANSYS WorkBench對(duì)某重型商用車平衡軸支架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)研究。在課題的研究過程中,主要進(jìn)行了以下的工作:
　　首先,對(duì)平衡軸支架在平衡懸架的作用以及實(shí)際工作情況進(jìn)行分析,確定了其在各種工況下的受力情況,建立平衡軸支架的三維實(shí)體模型和有限元模型,模擬平衡軸支架在各種工況下的受力,對(duì)平衡軸支架進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的有限元分

3、析,并對(duì)其結(jié)構(gòu)整體性能進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
　　其次,建立平衡軸支架初始結(jié)構(gòu)的有限元模型,基于變密度法的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法,運(yùn)用ANSYS Workbench中的Shape Optimization模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化分析,根據(jù)拓?fù)浞治鼋Y(jié)果,對(duì)平衡軸支架進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證與原平衡軸支架施加相同載荷和約束條件下,對(duì)優(yōu)化后的平衡軸支架進(jìn)行有限元分析,并對(duì)比優(yōu)化前、后的平衡軸支架的性能。結(jié)果顯示:優(yōu)化后的平衡軸支架在滿足強(qiáng)度、剛度以