轿车副车架强度可靠性分析及优化研究.docx

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浙江理工大学硕士学位论文 轿车副车架强度可靠性分析及优化
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学位论文作者签名:扮钱
签字日期: Jol!i一年 Y 月/θ 日
浙江理工大学硕士学位论文 轿车副车架强度可靠性分析及优化
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学位论文作者签名: 衫4久
签字日期:ÞJ Ir年 3 月 (0 日
导师签名: 111人
签字日期: 2v (J 年冬 月;0 日
摘要
随着生活水平的提高,物质文明的发展,汽车已成为人们生活中不可或缺的一部分。汽车设计者要面对良好的操控性,舒适的乘车环境,低的能耗,人身安全保证等复杂的设计要求。副车架作为调节操控性与舒适性的结构部件,其可靠性需要得到足够的重视。
本文以大众某型副车架为研究对象,建立副车架的参数化有限元模型,分析了刹车工况下副车架可靠性及灵敏度。优化了副车架结构参数,达到在保证足够的强度下材料最省的目的。
首先通过逆向工程,获得 CAD 模型。对副车架结构特征进行简化,制定参数化建模方案,完成副车架参数化建模。分析副车架的前 15 阶自由模态,用于确定副车架工况载荷与瞬态动力学分析。在 MotionView 中建立整车模型,对五种工况进行仿真分析,获得各工况下副车架载荷谱。在 ANSYS 中对副车架进行瞬态动力学分析,计算副车架在各工况的最大应力,得到最大应力发生在刹车工况下。针对刹车工况,以副车架的 12 个结构参数与三个材料属性参数为随机变量,根据应力强度干涉模型,使用 ANSYS PDS 模块分析副车架的可靠性及其灵敏度,选用对质量及强度影响较高的 6 个结构参数为设计变量,以质量最小为优化目标,以足保证强度作为约束,对副车架结构参数进行优化。优化后质量减轻 %。使用 HyperWorks 对优化结果进行侧向疲劳仿真分析,优化后的副车架能达到使用要求,优化效果良好。
本文研究结果对于该型副车架的优化和改进提供一定的分析基础,同时,对其他车型副车架的开发也提供了研究方法上的参考;另外,对于无法直接建立三维模型的复杂造型的产品,如何建立参数化有限元用于性能分析和优化,本文也具有一定的参考价值。关键词:副车架,强度,可靠性,参数化建模,优化;
I
Abstract
With the improvement of living standards,cars have e an indispensable part for people. Designers have to face plex design requirements. good handling, fortable ride environment, low energy consumption, ensure passenger safety,and so on . Subframe as regulating the handling fort of the cars, the reliability need to get enough attention.
This article take the Shanghai Volkswagen sub-frame as research object. Parametric finite element model of the sub-frame was established and finished analysis of the brake condition reliability and sensitivity..Optimized the sub-frame structure parameters to achieve lightest set under the conditions of enough strength.
First of all,obtrain CAD model throught reverse the sub-frame