汽车座椅轻量化结构设计(含CAD零件图装配图)

汽车座椅轻量化结构设计(含CAD零件图装配图)(任务书,开题报告,文献摘要,论文说明书14000字,CAD图6张)
摘要
目前世界汽车的保有量不断增加，汽车工业的发展与能源紧缺之间的矛盾越来越激烈。随着环境污染和能源危机的压力愈发紧迫，汽车轻量化是解决这个世界性问题的最有效、最直接的方法。而在汽车轻量化的几个方向中，轻型材料在汽车中的应用和发展是尤为重要的。
本文将对一款中型客车的座椅骨架进行改进，针对座椅骨架的轻量化的方法进行了研究。设计了镁合金材料的新型座椅骨架的结构，并进行了有限元仿真分析以说明采取该设计代替传统圆钢管式设计的可行性，并在分析结果的基础上进行了拓扑优化，对其结构进行进一步的优化设计，使新型镁合金座椅骨架的总重量进一步下降。其内容主要如下：
首先在阅读大量国内外资料以及调研的情况下，介绍了汽车轻量化以及实现的主要途径，国内外的发展现状以及趋势。然后选择一款圆钢管式材质的座椅骨架进行改进并建立新型镁合金座椅骨架的模型。
其次选择ANSYS作为有限元分析软件对镁合金座椅骨架进行静强度分析与模态分析。通过座椅骨架的应力云图和位移云图来对其强度和刚度进行校核，并且通过有限元方法分析其振动特性。通过以上分析掌握建立汽车座椅骨架的有限元模型并分析座椅骨架的静强度以及模态的一般方法。
最后结合有限元分析的结果，对座椅靠背骨架通过拓扑优化的手段进行了进一步的结构优化。优化后的靠背在性能上更好，而且重量进一步减轻。最后的结果显示设计的新型镁合金座椅骨架对比原钢制座椅骨架减轻了34.6%，且其静强度更高。
关键词：轻量化；镁合金；汽车座椅；有限元

Abstract
At present, the number of cars in the world continues to increase, and the contradiction between the development of the auto industry and the shortage of energy is increasingly fierce. Faced with the enormous pressure of energy conservation and emission reduction, vehicle weight reduction is one of the most effective and direct ways to solve this problem. Of particular importance is the application and development of lightweight materials in automobiles.
This article starts with the lightweight of the car seat skeleton and studies the weight reduction of the car seat skeleton. The structural design of the new magnesium alloy seat frame was carried out, and the finite element simulation analysis was performed to illustrate the feasibility of adopting this material instead of the traditional steel material. Based on the analysis results, the structural optimization design was carried out to make the new magnesium alloy. The total weight of the seat frame is further reduced. Its main content is as follows:
First, under the circumstances of reading a large amount of domestic and foreign data and research, the paper introduced the main ways of car lightweighting and implementation, and the development status and trends at home and abroad. Then choose a round steel pipe seat skeleton to improve and establish a new model of magnesium alloy seat frame.
Secondly, ANSYS was selected as the seat static strength simulation analysis software to master the general method of establishing the finite element model of the seat skeleton and analyzing the static strength and mode of the seat.
Finally, combined with the results of finite element analysis, the topology optimization of the seat back skeleton was performed. The optimized backrest is better in performance and the weight is further reduced. The results show that the magnesium alloy seat frame is 34.6% lighter than the original steel seat frame and has higher static strength.
Keywords: lightweight; magnesium alloy; car seat; finite element

拟采用的技术方案与措施
首先本设计将比较各型材料的优缺点，分别阐述高强度钢、铝合金、镁合金、塑料以及复合材料的特点，综合考虑轻质、经济性与力学性能最终选取最优的座椅骨架材料。
其次在阅读大量文献以及深入调研的基础上，本文将对设计参数进行计算，首先需要初步确定镁合金座椅骨架结构的设计方案与参数，并利用现代CAD建模软件对汽车座椅进行轻量化结构设计与零部件建模和虚拟装配。
最后建立镁合金座椅骨架的有限元模型，定义其材料属性并进行约束，分析座椅骨架总成的静强度与模态。确保设计的座椅骨架在满足国家和行业对安全性、舒适性要求的标准下能够减重10-15%，然后通过拓扑优化手段对座椅骨架进行进一步的结构优化。
 

目录
第1章绪论    1
1.1研究的目的与意义    1
1.2 国内外研究现状    1
1.3 设计的基本内容与目标    2
1.4 拟采用的技术方案与措施    2
1.5本章小结    2
第2章设计材料的选取    4
2.1 轻量化材料在汽车上的应用现状    4
2.2镁合金的特点    4
2.3镁合金用于座椅骨架的国内外应用现状及前景    4
2.4 本章小结    5
第3章座椅骨架结构设计    6
3.1初步确定座椅骨架结构设计方案    6
3.2靠背圆钢管强度校核分析    7
3.3镁合金座椅骨架的设计方案    8
3.4靠背的结构设计    8
3.5 边板的结构设计    10
3.6椅架的结构设计    11
3.7脚撑的结构设计    12
3.8装配过程    13
3.9本章小结    15
第4章汽车座椅骨架有限元分析    16
4.1座椅骨架的有限元分析    16
4.2座椅结构有限元模型的建立    17
4.2.1几何模型的建立    17
4.3座椅总成静强度分析    18
4.4 座椅总成模态分析    19
4.5 脚撑的静强度分析    22
4.6 镁合金座椅靠背结构优化    24
4.6.1 拓扑优化有限元模型的建立    24
4.6.2 优化结构设计    26
4.7 本章小结    28
第5章总结与展望    29
5.1研究内容总结    29
5.2 今后工作展望    29
参考文献    30
致谢    31