节能型三轮汽车行驶系统的设计与制作(论文)

摘要：随着近些年来人们生活水平的提高，能源节约、环境保护问题已经渐渐受到人们越来越多的关注。世界石油储备量的急剧减少及原油价格的不断上涨预示了节能是当代汽车发展的必然趋势。论文以2010年中国本田节能竞技大赛为设计背景，设计研发节能竞技车的行驶系统。该行驶系统的设计主要包括车架和车轮的设计。整个设计过程在满足竞赛要求的基础上，以选择合适的行驶系统结构和材料从而降低整车整备质量，减小整车阻力为主要指导思想，对节能竞技车的行驶系统进行了合理的方案选定和参数匹配。利用了Pro-E和AutoCAD设计软件对所设计行驶系统进行了整体设计和三维数字化建模。然后利用ANSYS软件对所设计车架进行有限元静力分析、模态分析及其谐响应分析，确定车架结构的合理性以及车架制作材料。本文对节能赛车车架的有限元分析方法和过程适合于各类车架的设计和分析。
关键词：节能；行驶系统；车架；建模；有限元分析

The Design and Production of Three Motor Cars and Energy-saving Running Gear System
Student Majoring in Machine Design & Manufacturing and Their Automation
Abstract： With the continuous development of the living standards of people,energy conservation and environmental protection has been gradually got more and more people's attention.The sharp decline of the world's oil reserves amount and the continue rising of crude oil prices indicates that energy saving is the necessary trends of the present vehicle development. Papers design and develop an running gear system of Econopower Car on the First Honda 2007 China Econopower.It includes the design of the frame and the wheel. The major guiding ideology which based on satisfaction of competition requirement is reduce the whole vehicle equipment quality and resistance through choosing the right road system structure and material during the entire design process.It select reasonable scheme and match parameters on the whole Econopower Car systems.Whole design and three-dimensional digitalization model to designe running gear system by using Pro-E and AutoCAD design software.Finite element static analysis, the modal analysis and response to analyze the tuner of designed frame has made by using ANSYS software. Make sure the reasonableness and chassis materials of the frame structure. The method and process of FEM analysis of the frame of energy saving race car in this paper suit all kinds of frame’s design and analysis.
Key words: Energy conservation；running gear system；Frame；Digitalization model； Finite element analysis

目  录   18000字
摘要…………………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………………1
Key words……………………………………………………………………………………1
1  绪论………………………………………………………………………2
1.1  论文选题背景 …………………………………………………………………2
1.2  国内外汽车行驶系统轻量化研究现状………………………………………2
1.2.1  国外的研究现状………………………………………………………………2
1.2.2  国内的研究现状………………………………………………………………3
1.3  论文研究的目的与意义…………………………………………………………3
1.4  有限元法及其在车架设计中的应用………………………………………………4
1.5  论文的研究内容…………………………………………………………………4
2   节能型三轮汽车行驶系统设计方案确定………………………………………………5
2.1  行驶系统概述…………………………………………………………………5
2.2  轮胎设计………………………………………………………………………5
2.3  车架结构设计的基本要求……………………………………………………5
2.4  车架的结构形式及几何尺寸的确定…………………………………………6
2.4.1  车架类型的选择…………………………………………………………………6
2.4.2  车架材料的选择…………………………………………………………………6
2.4.3  车架几何尺寸的定义……………………………………………………………6
2.4.4  关于车架附件……………………………………………………………………9
2.5  车架的几何模型………………………………………………………………10
2.6  本章小结………………………………………………………………………11
3  车架骨架有限元模型的建立………………………………………………11
3.1  有限元模型的基本原理及分析步骤…………………………………………11
3.1.1  有限元法的基本原理……………………………………………………………11
3.1.2  有限元法的分析步骤……………………………………………………………12
3.2  有限元法的程序实现………………………………………………………12
3.3  ANSYS10.0软件简介……………………………………………………12
3.4  车架有限元模型的建立………………………………………………………13
3.4.1  车架模型的建立…………………………………………………………………13
3.4.2  单元的选择………………………………………………………………………13
3.4.3  单元的截面、实常数及材料的定义……………………………………………14
3.4.4  网格的划分……………………………………………………………………14
3.4.5  模型载荷的施加…………………………………………………………………14
3.5  车架的静强度分析……………………………………………………………15
3.5.1  基于ansys对车架材料的选择分析……………………………………………15
3.5.2  车架处于弯曲和弯扭工况的响应………………………………………………16
3.6  车架的模态分析……………………………………………………………18
3.6.1  模态分析理论…………………………………………………………………18
3.6.2  车架模态分析…………………………………………………………………19
3.6.3  计算结果分析…………………………………………………………………24
3.7  本章小结……………………………………………………………………25
4  结论………………………………………………………………………25
4.1  论文主要工作………………………………………………………………25
4.2  论文不足之处………………………………………………………………26
致谢………………………………………………………………………………………27
参考文献……………………………………………………………………………………28