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有限元分析及优化设计

《大连理工大学》2004年

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【摘要】：

在汽车结构设计中，有限元分析法已经成为必备的技术手段。

由于大量的计算量和分析步骤，

郑鑫  

大客车车架结构的有限元分析及优化设计

对车架进行直观的线性分析将是十分困难的。

ANSYS软件的有限元分析程序能够将其离散为无数的元素单元，从而方便地进行分析、计算、优化结果。

作者通过使用ANSYS单元库提供的元素单元建立车架的有限元模型。

本文中所有的分析运算、数据优化都是通过APDL语言来完成的。

另外，用ANSYS软件对某型客车车架进行了有限元动态分析，给出了车架的动态特征信息，为车架的设计及优化提供了有效的参考依据。

研究了ANSYS的二次开发问题，介绍了ANSYS的语言APDL（ANSYSParametricDesignLanguage）。

该论文工作的主要创新点在于将参数优化技术引入到汽车结构的优化设计中，通过对参数优化设计结果的分析一方面可以直接为结构的设计提供理论依据，另一方面也为结构参数优化设计模型的建立提供重要的参考。

总之，该文研究的参数优化方法是结构优化设计理论方法的一个重要发展，将其运用到汽车结构设计将具有重要的理论意义和实用价值。

【关键词】：

车架有限元分析法ANSYSAPDL优化计算

【学位授予单位】：

大连理工大学

【学位级别】：

硕士

【学位授予年份】：

2004

【分类号】：

U469

【DOI】：

CNKI:

CDMD:

2.2004.094747

【目录】：

∙摘要3-9

∙前言9-10

∙1绪论10-12

∙1.1大客车在国内的发展状况10

∙1.2有限元分析法10-12

∙2有限元分析的发展现状与展望12-15

∙2.1FEA概述12

∙2.2FEA国际发展趋势12-14

∙2.3FEA国内发展状况14-15

∙3优化设计15-22

∙3.1优化设计概述15

∙3.2优化数学模型的构成要素15-17

∙3.3建立数学模型需要注意的问题17-18

∙3.4参数优化方法适用范围18-20

∙3.5选择优化方法的标准及有关经验20-22

∙4ANSYS软件介绍及有限元分析步骤22-28

∙4.1ANSYS软件介绍22-23

∙4.2ANSYS的分析步骤23-28

∙4.2.1前处理23

∙4.2.2求解23-26

∙4.2.3后处理26-27

∙4.2.4ANSYS软件的特点27-28

∙5ANSYS软件优化功能及APDL语言28-36

∙5.1ANSYS参数化分析功能28

∙5.2APDL语言介绍28-30

∙5.3ANSYS软件优化设计的过程与步骤30-35

∙5.3.1优化设计的相关概念31-33

∙5.3.2优化过程具体分析步骤33-35

∙5.4应用程序开发过程中的关键技术35-36

∙6客车底盘车架综述36-43

∙6.1客车底盘的种类36-37

∙6.2客车车架综述37-43

∙6.2.1车架的功用37-38

∙6.2.2对车架的要求38

∙6.2.3车架类型的选择38

∙6.2.4车架宽度的确定38-39

∙6.2.5车架纵梁型式的确定39

∙6.2.6车架横梁型式的确定39-40

∙6.2.7车架的受载分析40-41

∙6.2.8纵梁的弯矩计算41

∙6.2.9车架纵梁抗弯刚度校核41-42

∙6.2.10车架的扭转刚度42-43

∙7车架结构的动态分析43-50

∙7.1大客车实例主参数43

∙7.2模态分析的必要性和作用43

∙7.3大客车车架的动力学模型建立和分析43-50

∙7.3.1模型建立43-45

∙7.3.2振型分析及讨论45-48

∙7.3.3结论分析48-50

∙8车架结构数学模型的建立50-59

∙8.1模型建立准则50-51

∙8.2有关方程及参数介绍51-56

∙8.3通过应力分析对车架的改进意见56-59

∙9客车车架结构设计中的结构优化设计59-68

∙9.1客车车架几何模型的特点59

∙9.2客车车架优化方法59-61

∙9.2.1车架结构优化的优化变量59

∙9.2.2利用车架结构有限元模型进行优化的一般过程59-60

∙9.2.3客车车架总质量的优化60-61

∙9.3APDL程序命令流61-63

∙9.4数据分析63-67

∙9.5结论分析67-68

∙10客车车身局部部分的有限元分析68-72

∙10.1问题的由来68

∙10.2APDL命令流68-71

∙10.3结论分析71

∙10.4对于优化的进一步思考71-72

∙11总结与展望72-73

∙11.1全文总结72

∙11.2有限元技术和优化方法在汽车工程中应用展望72-73

∙参考文献73-74

∙致谢74-76

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【引证文献】

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前8条

1

尹茂华;半承载式客车车身有限元分析[D];山东理工大学;2008年

2

孙海霞;前排料搅拌车车架结构强度有限元分析[D];青岛大学;2007年

3

张远波;风冷式CPU散热片的热分析及其优化设计[D];华中科技大学;2006年

4

叶勤;轻型载货汽车车架有限元分析与优化[D];武汉理工大学;2007年

5

殷小霖;基于有限元法的车架轻量化设计[D];武汉理工大学;2007年

6

陈孟华;基于虚拟样机的轿车盘式制动器噪声的研究[D];武汉理工大学;2006年

7

杨越凯;某轿车车身有限元建模及静动态特性分析[D];东北大学;2006年

8

王存杰;大型散装物料半挂运输车有限元分析及改进[D];广西大学;2006年

【共引文献】

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前10条

1

刘天云,吕克顺,赵国藩;钢筋混凝土框架结构的可靠性分析[J];大连理工大学学报;1998年02期

2

江正方;振动对电视发射机的影响及对策[J];电视技术;1997年05期

3

张益群;立式机组动态力谱分析初探[J];大电机技术;1998年05期

4

罗水亮,陶果;用大型有限元软件ANSYS处理电法测井的电磁场问题[J];测井技术;2004年06期

5

李杰,徐岳,郑凯锋;连续刚构桥双薄壁墩参数优化研究[J];公路;2004年04期

6

邵军,程华,徐军;遗传算法在结构可靠性优化中的应用[J];四川建筑科学研究;2001年02期

7

华宏星,翟祖清,傅志方;粘性阻尼系统频响函数计算方法[J];工程力学;1999年04期

8

向红;产品与运输包装的“理想设计过程”[J];包装工程;1998年05期

9

陈威,刘钢,陈维民;冲床隔振基础双自由度力学模型的建立与解析[J];锻压技术;2001年04期

10

廖君;;汽车前后舱盖有限元模态分析研究[J];装备制造技术;2007年11期

中国重要会议论文全文数据库

前10条

1

杨景云;;中医药微生态学的研究现状[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

2

李楠;倪学勤;潘康成;;宿主依赖型蛭弧菌的发育过程及其影响因素[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

3

王雅玲;柴同杰;;真菌气溶胶的研究进展[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

4

丁轲;程安春;;乳酸杆菌表达系统的研究进展[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

5

程安春;汪铭书;豆文波;徐超;廖永洪;朱德康;;禽流感病毒结构特征及致病性的分子基础和公共卫生意义[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

6

程安春;汪铭书;陈孝跃;朱德康;黄城;刘菲;周毅;郭宇飞;刘兆宇;方鹏飞;;我国鸭疫里墨氏杆菌血清型调查及新血清型的发现和病原特性研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

7

严琳;牟帆;陈焕春;;重组猪白细胞介素2在小鼠模型中对伪狂犬病毒弱毒疫苗的佐剂效应[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

8

汪铭书;程安春;陈孝跃;刘兆宇;方鹏飞;郭宇飞;;血清7型鸭疫里墨氏杆菌在我国的发现及其病原特性研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

9

朱德康;程安春;汪铭书;;五种血清型的鸭疫里默氏杆菌外膜蛋白特性比较及其免疫原性的研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

10

刘菲;程安春;汪铭书;宋涌;廖永洪;袁桂萍;韩晓英;徐超;;鸭瘟病毒强毒株在急性人工感染成年鸭体内分布规律的研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

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1

邓寅喆;超小型无人旋翼机XZ03飞控系统的机械电子学设计研究[D];上海大学;2008年

2

吴鹏;板系结构拓扑优化及其在液压机底座设计中的应用研究[D];燕山大学;2008年

3

丁彦闯;铁路车辆结构多层面优化设计研究及典型应用[D];大连交通大学;2008年

4

戴磊;基于CAD/CAE集成技术的开放式参数化结构形状优化设计平台[D];大连理工大学;2008年

5

刘翔;面向动力性能的抗冰导管架平台优化设计研究[D];大连理工大学;2008年

6

黎自强;卫星舱布局的若干图形学问题研究[D];大连理工大学;2008年

7

陈钢;内腔声—结构耦合系统的数值模拟与优化设计[D];大连理工大学;2008年

8

张新;应变式三维加速度传感器设计及相关理论研究[D];合肥工业大学;2008年

9

刘攀;梁—质量块系统的动力学行为研究[D];华中科技大学;2008年

10

郭毅军;DK-2000A手术动力装置机械传动部分的关键技术研究[D];重庆大学;2008年

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前10条

1

张鑫;基于ANSYS的复合材料仿真分析[D];西安电子科技大学;2009年

2

张萌;基于交通事故处理的车辆参数查询系统的开发[D];长安大学;2008年

3

孙作振;随机参数结构随机特征值分析[D];吉林大学;2009年

4

孔祥泉;斗轮机金属结构有限元分析及优化设计[D];吉林大学;2009年

5

杨德友;电力系统低频振荡关键线路/母线辨识与控制研究[D];东北电力大学;2009年

6

张红;SCARA机器人小臂结构特性分析[D];天津大学;2008年

7

刘驰;XK713数控铣床关键部件的静动态特性分析[D];湖南大学;2008年

8

胡哲;基于振动方法进行复合材料力学性能检测的研究[D];武汉理工大学;2009年

9

陆丽娟;均匀载荷作用下膜基反射镜面形分析和研究[D];苏州大学;2009年

10

张军辉;大跨径连续刚构梁桥荷载试验评定与研究[D];武汉理工大学;2009年

【同被引文献】

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前10条

1

张滨刚,姜正根;汽车制动过程的理论分析与试验[J];车辆与动力技术;1998年04期

2

黄华,茹丽妙;重型运输车车架的动力学分析[J];车辆与动力技术;2001年02期

3

林程,陈思忠,吴志成;重型半挂车车架有限元分析[J];车辆与动力技术;2004年04期

4

羊拯民;孙骏;;HH1012半承载式车身的车架振动模态试验[J];安徽工学院学报;1991年01期

5

旷建军,林周布,张文雄,陈为;电力电子器件强制风冷用新型散热器的研究[J];电力电子技术;2002年02期

6

廖日东;王健;左正兴;冯慧华;;有限元技术在载货车辆车架分析中的应用[J];车辆与动力技术;2006年02期

7

徐敦舸,高卫民,李涛;轿车正面碰撞有限元仿真模拟建模[J];城市车辆;2001年05期

8

陈全世，宋云，王霄锋;EV－6580电动汽车车身－车架的有限元结构分析[J];北京汽车;1996年04期

9

尤红兵,孙建恒,刘聪慧;ANSYS的二次开发及其在土石坝有限元分析中的应用[J];河北农业大学学报;2002年S1期

10

郑家杰,孟春玲,张力;汽车制动控制系统的技术进展[J];北京工商大学学报（自然科学版）;2005年05期

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1

石琴;基于现代设计理论的车身结构设计方法研究[D];合肥工业大学;2006年

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前10条

1

张健;汽车驱动桥振动噪声研究[D];重庆大学;2005年

2

张宏伟;客车车身结构有限元分析[D];大连理工大学;2006年

3

李娜;铝合金车体组合优化设计[D];大连铁道学院;2003年

4

谷叶水;客车车身骨架结构有限元分析与研究[D];合肥工业大学;2005年

5

王皎;重型特种车车架强度分析及其轻量化问题研究[D];武汉理工大学;2005年

6

杜海珍;汽车典型结构拓扑优化方法及应用研究[D];长沙理工大学;2004年

7

董振国;半挂牵引车车架有限元强度分析[D];青岛大学;2005年

8

余传文;重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化[D];吉林大学;2005年

9

苏恩生;汽车驱动桥壳的有限元建模与分析[D];吉林大学;2005年

10

贾宏禹;材料的粘弹性对摩擦片振动与制动噪声的影响研究[D];武汉理工大学;2003年

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1

夏青松;;轿车车身分析模态与试验模态对比研究[J];汽车科技;2008年01期

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徐新明;直筒散装水泥车快速化设计与有限元分析的研究[D];广西大学;2008年

2

邓丽梅;汽车车身有限元分析与研究[D];武汉理工大学;2007年

3

张毅杰;散料自动装卸运输车底架的有限元分析及试验研究[D];昆明理工大学;2008年

4

赵敬;基于CAD/CAE技术的盘式制动器结构优化问题研究[D];河北工业大学;2007年

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项林;汽车前轴静动态有限元分析[D];广西大学;2008年

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施泉;闸门受碰CAE分析与结构优化[D];河海大学;2007年

7

卓继志;基于虚拟样机技术的盘式制动器制动振动研究[D];浙江工业大学;2007年

8

孙善勇;制动抖动仿真平台开发与研究[D];南京航空航天大学;2007年

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李瑞源;硬和轻的哲学——车架知识（上）[J];汽车实用技术;2004年11期

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王立宽;卡玛兹汽车高强度车架[J];世界汽车;1994年01期

5

方园;车架创新[J];中国自行车;1999年04期

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李东生;车架整体前管的工艺及其模具[J];模具工业;1990年07期

7

李志兵,朱茂桃,何志刚;CAE技术在皮卡车车架危险截面的研究与改进中的应用[J];机械研究与应用;2002年01期

8

吴正权;浅谈摩托车车架[J];摩托车技术;2004年10期

9

马迅,盛勇生;车架刚度及模态的有限元分析与优化[J];客车技术与研究;2004年04期

10

杜维均;介绍自行车圆形车架[J];中国自行车;1998年12期

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前10条

1

任佩红;任国清;魏中良;王其云;;HFC6100KY客车底盘车架的有限元分析[A];2004年中国客车行业发展论坛暨中国客车学术年会论文集[C];2004年

2

宋华;高宏伟;吴涛;;商用车车架涂装工艺试验研究[A];首届国际（西安）涂料、涂装、表面工程高层论坛论文集（第二分册涂装前处理）[C];2005年

3

唐肖;;弧焊机器人在摩托车焊接生产中的应用[A];重庆汽车摩托车、焊接、涂装学术研讨会文集[C];2000年

4

郑锦标;邓蘅;王俊毅;胥辉;王璐;;Ansys在微波电子管中的应用[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年

5

王敏华;方向军;;直埋蒸汽管道保温优化计算及其分析[A];绝热材料的前景与施工[C];2002年

6

涂三;骆子夜;;ANSYS在焊接中的应用[A];2004年船舶与海洋工程学术研讨会论文集[C];2004年

7

王文斌;;QJX与ANSYS环向预应力分析比较[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

8

魏良武;陆皓;汪建华;;挖掘机车架总成焊接变形的计算机优化[A];2003汽车焊接国际论坛论文集[C];2003年

9

陈永江;;重型汽车车架车间技术改造方案的探讨[A];中国重汽科协获奖学术论文选编（2002-2003）[C];2004年

10

张天福;刘俭;余利军;刘欣;王春梅;;TZT160B型拖挂钻台设计[A];2006年石油装备学术研讨会论文集[C];2006年

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前10条

1

张巍静观;车架厂掀起生产热潮确保首季开门红[N];朝阳日报;2009年

2

本报记者吕辉;双层停车架缓解城市“停车难”[N];云南日报;2007年

3

赵辉;ANSYS12.0新版本发布会在京召开[N];机电商报;2009年

4

张雷;保险公司定损不当被判赔偿[N];中国消费者报;2003年

5

;ANSYS协同仿真环境[N];中国航空报;2004年

6

;ANSYS9.0融合更多功能[N];中国计算机报;2005年

7

张蕊;依托技术创新全面降低成本[N];焦作日报;2007年

8

李宏钦;识别非法车辆“五字法”[N];人民公安报·交通安全周刊;2008年

9

;ANSYS在航空工业的应用[N];中国航空报;2002年

10

;ANSYS之独有词汇[N];中国航空报;2004年

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前10条

1

杨波;计及车架弹性的多轴重型越野车整车动态性能研究[D];华中科技大学;2004年

2

杜静;摩托车虚拟样机技术的研究及应用[D];重庆大学;2004年

3

彭涛;脉冲强磁体分析设计的理论与实践[D];华中科技大学;2005年

4

徐庆元;高速铁路桥上无缝线路纵向附加力三维有限元静力与动力分析研究[D];中南大学;2005年

5

宋志安;中型喷浆机器人虚拟样机技术[D];山东科技大学;2005年

6

韩先伟;微波等离子推力器真空实验研究与卫星应用探索[D];西北工业大学;2002年

7

范文杰;挖掘装载机装载工作装置动力分析、动态应力仿真研究及动臂结构拓扑优化[D];吉林大学;2006年

8

邓超;面向Agent的智能化分布式计算及其应用研究[D];浙江大学;2005年

9

李哲;钢骨混凝土异形短柱承载力和延性的研究[D];西安理工大学;2007年

10

郭鹏;Hopfield神经网络及其在电厂中的应用研究[D];华北电力大学（河北）;2004年

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前10条

1

郑鑫;大客车车架结构的有限元分析及优化设计[D];大连理工大学;2004年

2

高光波;SX2190E型越野车整体车架结构的有限元分析[D];北京化工大学;2005年

3

陈德玲;YBL6100C43aH客车车架有限元分析与试验研究[D];南京理工大学;2003年

4

赵峰;BJ3043E型自卸汽车车架静动态有限元分析及结构改进[D];山东大学;2005年

5

刘雪峰;摩托车车架的有限元分析[D];吉林大学;2004年

6

王惠青;BJ2027型皮卡车车架的有限元分析[D];大连理工大学;2003年

7

刘义;基于ANSYS的水下结构声学优化设计技术[D];西北工业大学;2004年

8

吴杰民;ABM在汽车制造企业的应用研究[D];武汉理工大学;2003年

9

李博;高速斥力机构及故障电流快速监控装置的研究[D];大连理工大学;2006年

10

岳宏伟;车架装退套机结构研究及运动仿真[D];武汉理工大学;2005年