农用车车架有限元分析及结构优化

摘要

随着科技发展农用运输车的各项强化指标不断提高。车架是农用运输车的骨架和基础，其强度和刚度特性直接决定了农用运输车的整体性能。本文以农用运输车的车架为研究对象，对其进行以下几方面的工作:
　　(1)在合理简化基础上利用有限元分析软件ANSYS建立起车架的参数化模型，进行网格划分后得到了车架的有限元模型。
　　(2)利用ANSYS软件对农用车车架进行有限元强度性能分析，获得满载弯曲工况、满载扭转工况和满载紧急制动工况下车架的位移分布云图和应力分布云图。
　　(3)分别对农用车车架进行了自由状态和约束状态下的模态分析，获得车架的固有频率与振型，同时了解了车架的结构动态特性。
　　(4)利用ANSYS软件建立车架的结构优化模型，进行以减重为目标的结构优化设计。优化结果显示车架的重量下降了9.27％，而最大应力则降低了108.9MPa。

目录

声明

致谢

摘要

插图和附表清单

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．1．1 车架的功用及其类型

1．1．2 课题背景及意义

1．2 国内外车架的研究现状

1．3 国内外农用车车架的研究现状

1．3．1 农用车的结构特点

1．3．2 农用车车架的研究现状

1．4 论文结构体系及内容

第二章 农用车车架有限元模型的建立

2．1 引言

2．2 有限元法的理论基础

2．2．1 有限元法的基本思想及特点

2．2．2 有限元分析软件ANSYS简介

2．3 农用车车架结构有限元模型的特点

2．4 农用车车架有限元模型的建立

2．4．1 农用车主要技术参数

2．4．2 车架的参数化三维建模

2．4．3 车架的网格划分及材料属性定义

2．5 本章小结

第三章 农用车车架的静强度有限元分析

3．1 引言

3．2 有限元静力学分析的理论基础

3．2．1 静力学分析的基本理论及流程

3．2．2 等效应力理论

3．3 农用车车架的静强度工况分析

3．3．1 满载弯曲工况

3．3．2 满载扭转工况

3．3．3 满载紧急制动工况

3．4 本章小结

第四章 农用车车架的有限元模态分析

4．1 引言

4．2 模态分析理论基础

4．2．1 模态分析的基本理论

4．2．2 ANSYS中模态分析的流程

4．3 农用车车架的模态分析

4．3．1 车架的自由模态分析结果

4．3．2 车架的约束模态分析结果

4．4 模态分析的评价

4．4．1 车架的自由模态分析评价

4．4．2 车架的约束模态分析评价

4．5 本章小结

第五章 农用车车架的结构优化

5．1 引言

5．2 优化设计的理论基础

5．2．1 结构优化的流程

5．2．2 结构优化的数学模型

5．3 农用车车架结构优化模型的建立

5．3．1 目标函数的确定

5．3．2 设计变量的选择

5．3．3 约束条件的确定

5．4 优化结果分析

5．4．1 车架优化前后结构参数的对比

5．4．2 紧急制动工况下车架结构优化后的静强度分析

5．4．3 车架结构优化后的模态分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

参考文献