某货车车架的轻量化设计(含CAD零件图装配图,CATIA三维图)(任务书,开题报告,文献摘要,外文翻译,论文说明书12000字,CAD图9张,CATIA三维图)
摘要
本文采用有限元分析方法，对重型货车进行了分析、优化和设计，实现车架的结构参数的轻量化。该过程包括对东风EQ1290W重型载货汽车车架的设计，通过CATIA软件建立三维模型，运用ABAQUS有限元分析软件对车架进行静态和模态分析，评价车架的性能。在满足底盘总成布置和道路行驶要求的前提下，采用拓扑优化的方法对车架结构进行优化，降低了车架的质量。该设计对解决企业实际生产中遇到的问题具有重要的指导意义和参考价值。
关键词：车架；轻量化；abaqus；有限元法；拓扑优化；结构分析
Abstract
In this article，the finite element analysis method is used to analyze, optimize and design the heavy-duty special vehicle, and the structural parameters of the frame have been made lightweight. The process includes the design of the frame of the heavy truck EQ1290W of Dongfeng automobile,the establishment of the three-dimensional model by usingCatia software,and the static and modal analysis of the frame by usingAbaqus finite element analysis software to evaluate the attribution of the frame. Under the condition of meeting the layout of chassis assemblies and road driving requirements，optimizing the structure of the truck frame by using topology optimization, which may reduce the quality of the truck frame.The instance of this design will have great guiding significance and reference value for solving problems encountered in the actual production of enterprises.
Keywords: Frame,；Lightweight,；Abaqus,；Finite Element Method,；Topology Optimization,；Structural Analysis
2.1载货汽车的主要参数
车型：东风EQ1290W载货汽车
有关参数：
货车外形尺寸：11980×2470×3350mm
总质量：29400kg
货箱尺寸：9500×2294×800mm
整备质量：11405kg
额定载质量：17800kg
前悬/后悬：1250/2530、3230 mm
前轮距：1950mm
后轮距：1860mm
轴距：1900+5000+1300mm
接近角/离去角：32/20
弹簧片数：9/9/10
车架形式的确定
汽车行驶时，车架承受着各部件传来的力和力矩，承受着大部分的载荷。车轮受到来自地面的冲击时，冲击载荷会传递给车架。当在道路不平的路段行驶时，车架还会产生扭转变形，因此，车架要有足够的强度和刚度［11］。
车架根据结构形式的不同可以分为几类，分别是X型车架、中梁式车架和边梁式车架。X型车架在中心梁前后部位焊接一对叉型梁，因为俯视看车架呈X形，故称为X型车架。这类车架多应用于轿车，但因为车架占用汽车后部空间较大的缺点，现在使用越来越少。中梁式车架没有横梁，在汽车中心用一根梁和一些悬托架组成。因其扭转刚度较大，所以车轮的运动空间也较大。边梁式车架是由两根平行纵梁和若干根横梁构成，并通过铆接或焊接而连成整体的坚固的刚性构架。由于中梁式车架精度要求高，制造工艺复杂，安装困难，维护修理不便；而边梁式车架因为安置车身和布置总成部件时较为方便，方便车型的多样化发展和进行车型改装。综上所述，车架设计形式选用边梁式。
2.3制造工艺和材料的选取
车架的纵横梁多采用冷冲压技术，采用槽钢、角钢等型材。对于货车车架，其纵横梁主要通过铆接的方式连接成一个整体，但在必要时也可以通过防松螺栓进行连接。车架所使用材料应该具有良好的冲压和焊接等工艺性能，并且材料要有足够的屈服极限和疲劳极限，而低碳和中碳合金钢则能满足这些要求。除此之外，根据所选定的制造工艺方式的不同，车架材料的选取也有一定的区别。一些大型车辆的车架拉伸尺寸不大且形状不复杂，则通常使用的材料是强度稍高的20、25号钢、09SiVL、10TiL等钢。当钢板的强度过高时，在冷冲压时容易发生开裂并且冲压回弹较大，所以不宜采用。在本设计中，车架材料采用的是Q345钢。
目录
摘要 II
Abstract II
第1章绪论 2
1.1课题研究的目的和意义 2
1.2国内外研究现状概述 2
1.3本文主要研究内容 2
第2章车架设计 2
2.1载货汽车的主要参数 2
2.2车架形式的确定 2
2.3制造工艺和材料的选取 2
2.4车架结构的确定 2
2.4.1车架宽度 2
2.4.2车架纵梁 2
2.4.3车架横梁 2
2.5车架上的载荷分析 2
2.5.1车架垂直静载荷 2
2.5.2车架动载荷 2
2.5.3其它形式的载荷 2
2.6计算弯曲强度时的简化假设 2
2.7车架纵梁的剪力和弯矩的计算 2
2.8纵梁截面计算和校核 2
2.9弯曲应力的计算与校核 2
2.10车架的临界弯曲应力 2
2.11横纵梁的尺寸 2
2.11.1横梁 2
2.11.2纵梁 2
2.11.3车架的连接板 2
2.12三维实体建模 2
第3章车架静强度的计算和分析 2
3.1车架有限元模型的建立 2
3.2工况及分析步骤的确定 2
3.3各工况下的强度分析 2
3.3.1满载弯曲工况 2
3.3.2满载扭矩工况 2
3.4结果分析 2
第4章车架的模态分析 2
4.1理论基础 2
4.2分析方法与简化 2
4.3计算过程与结果 2
4.4结果分析 2
第5章车架轻量化与拓扑优化 2
5.1轻量化技术介绍 2
5.2轻量化方法的选择 2
5.3结构设计优化方法 2
5.3.1尺寸优化 2
5.3.2形状优化 2
5.3.3拓扑优化 2
5.4车架轻量化设计流程 2
5.5车架的拓扑优化 2
第6章总结与展望 2
6.1全文总结 2
6.2研究展望 2
参考文献 2
致谢 2
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