基于ABAQUS对汽车前副车架的结构优化

摘要

随着中国经济的快速发展，人民生活水平日益提高，家庭轿车已逐步在全国范围内普及。当今人们对轿车的安全可靠性、操作稳定性和舒适性的要求也是与日俱增。副车架引入轿车本是为了使悬架设计脱离车身的制约，减小研发成本，但在副车架提高了装配便利性及设计通用性的同时，也提升了轿车的舒适性。早期轿车副车架的结构材料为铝合金，其性能较佳，在很多中高档车上均能见到它的踪影，而其成本高、经济性差使得它的应用范围变窄，在这样的大背景下，各种结构的钢制副车架应运而生。本文将研究探讨某自主研发的轿车前副车架各种性能指标是否能达到标准要求，以及如果无法达到指定标准要求，应该如何重新设计其结构。
　　鉴于国内对副车架结构的研究主要集中在静态特性分析，而国外已经开始着重在瞬态响应分析，噪声分析，碰撞分析的领域探索。前副车架作为底盘系统的重要零部件，其受力状况相对复杂，为了保障整车的安全性和可靠性以及提高汽车前副车架的结构性能，本课题通过运用有限元分析软件ABAQUS和SolidWorks，针对国内某自主研发的轿车前副车架进行静强度校核和动态响应分析并以此来优化该轿车前副车架，其中静强度校核包括前副车架在三种工况下的力学响应，动态响应分析则包括模态提取。最后再利用有限元的分析结果，对设计方案进行优化改进。
　　本文系统研究了轿车前副车架有限元建模方法和提出了有效的仿真分析优化方法，该方法的提出将为轿车零部件设计过程中降低零部件成本提供依据和参考。

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第一章 绪 论

1.1 选题的背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 副车架概述

1.4 轿车副车架研究的发展及现状

1.5 本文研究的主要内容、创新点及难点

第二章 有限元法及模态分析的基本理论与方法

2.1 引言

2.2 有限元理论概述

2.3 被动隔振的基本原理

2.4 本文中使用到的建模和有限元分析软件

2.5 本章小结

第三章 轿车前副车架有限元模型的建立

3.1 引言

3.2 轿车前副车架有限元模型建立的基本步骤

3.3 本章小结

第四章 轿车前副车架在静力作用下的响应分析

4.1 引言

4.2 静力分析

4.3 本章小结

第五章 轿车前副车架结构模态分析

5.1 引言

5.2 模态分析的通用步骤

5.3 动态分析理论

5.4 轿车前副车架的模态分析

5.5 轿车前副车架主要振动来源

5.6 轿车前副车架模态分析结果分析

5.7 本章小结

第六章 轿车前副车架的结构优化研究

6.1 引言

6.2 有限元分析的基本步骤

6.3 基于ABAQUS轿车前副车架的优化

6.4 优化后轿车前副车架结构的静强度验证

6.5 轿车前副车架静强度校核后再优化

6.6 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 结论

7.2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢