越野车车架结构有限元分析

摘要

汽车工业日新月异，随着汽车的普及，对其操纵稳定性、行驶平顺性以及安全性能方面的要求越来越严格。车架作为汽车的承载基体，其强度和刚度在汽车的总体设计中有着举足轻重的作用，因此对车架的结构性能进行分析至关重要。本论文，以某款越野车车架为研究对象，借助有限元分析软件对其进行模态分析和结构强度分析，具体研究工作如下：
　　首先，根据车架总成结构在建模软件中建立其三维几何模型，并对结构适当简化及理想化处理。建模过程中删除模型中不参与承载的零部件，同时忽略对整体力学性能影响较小的几何特征，并假设各部件之间无缝连接，忽略焊缝的影响。
　　其次，通过有限元前处理软件HyperMesh抽取模型中面，进行结构的离散化。网格划分过程中，应用二维四边形板壳单元进行网格的划分，采用rigid单元模拟焊缝连接，并利用质量指标(QI)值对网格进行局部修改以提高网格质量。定义材料属性，施加边界条件(即：约束和载荷)。
　　第三，利用Radioss/OptiStruct解算器，对自由状态下的车架模型进行了模态分析，获得了车架的模态频率及其对应的振型，并与试验模态分析结果进行对比，验证了车架结构几何模型、有限元模型建立的可靠性。
　　最后，针对越野车行驶过程中的弯曲和扭转两种典型工况，进行了结构强度、刚度分析，得到车架结构的位移云图和应力云图。计算结果表明：该车架的结构强度、刚度符合评价指标，并且满足实际使用要求。

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第一章 绪论

§1-1 课题背景

§1-2 国内外研究现状

§1-3 本课题研究的主要内容

第二章 有限元法理论

§2-1 有限元法发展概述

§2-2 有限元法理论

§2-3 本章小结

第三章 车架建模及处理

§3-1 车架三维实体建模

§3-2 车架有限元建模

§3-3 本章小结

第四章 车架模态分析

§4-1 模态分析基础

§4-2 车架的自由模态分析

§4-3 试验模态分析

§4-4 本章小结

第五章 越野车车架结构强度分析

§5-1 车架约束载荷理论

§5-2 结构强度计算与分析

§5-3 本章小结

第六章 总结与展望

§6-1 全文总结

§6-2 展望

参考文献

附录A

致谢