大客车车架结构的有限元分析及优化的设计.pdfVIP

摘 要 在汽车结构设计中，有限元分析法已经成为必备的技术手段。由于大量的计 算量和分析步骤，对车架进行直观的线性分析将是十分困难的。ANSYS软件的有 限元分析程序能够将其离散为无数的元素单元，从而方便地进行分析、计算、优 化结果。作者通过使用ANSYS单元库提供的元素单元建立车架的有限元模型。本 文中所有的分析运算、数据优化都是通过APDL语言来完成的。另外，用ANSYS 软件对某型客车车架进行了有限元动态分析，给出了车架的动态特征信息，为车 架的设计及优化提供了有效的参考依据。研究了ANSYS的二次开发问题，介绍了 ANSYS的语言APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)。该论文工作的主要创 新点在于将参数优化技术引入到汽车结构的优化设计中，通过对参数优化设计结 果的分析一方面可以直接为结构的设计提供理论依据，另一方面也为结构参数优 化设计模型的建立提供重要的参考。总之，该文研究的参数优化方法是结构优化 设计理论方法的一个重要发展，将其运用到汽车结构设计将具有重要的理论意义 和实用价值。 关键字:车架 ，有限元分析法，ANSYS,APDL.优化计算 Abstract Theanalysisofabuschassisframeby FEMisnowbecomingan essentialtechniquetodesignbusstructure.Inaddition，thechassis framehasanextremelinearitywhichcausestheanalysistobevery difficult,especiallyusinglinearmaterialproperties.Afiniteelement analysisprogrambyANSYShastheelementlibraryforits elementT‘he authordevelopedamethodtomodelthis linearframebyusingtheelements availableinANSYSRel 5.5for2-dimensionalaxisymmetricanalysisand thoseinRel.5.6for 3-dimensionalanalysis.Inthispaper,theconcept andtheprocedureofthemodelingisintroduced.Thedatainputispossible usingatemplate,withoutusinganyotherANSYScommands.Thewhole analysisexecutioniscontrolledbyAPDL.Finiteelementdynamicanalysis havebeencarriedoututilizingthelargeCAD/CAE/CAMsoftwareANSYSfor acertainbuschassisframe,withtheanalyses，wehavegivenscientific basisforthevehicledesignandoptimum. Keywords:chassisframe.3 ，ANSYS，APDL，optimization 大客车车架结构的有限元分析及优化设计 月U 吕 进入21世纪以来，我国客车经过四十余年的发展，经过了 “货车改造客 车” “货车底盘改装客车”的初级阶段后，现已经成为汽车产业中的一个独 立的工业及产品体系。一汽、东风两大汽车集团均成立了客车及客车底盘的 研发、生产及销售独立的公司，我国还有100余个客车大中小型生产企业。 这些企业己经建设较为完善和 先进的制造工艺体系，创新和完善了自主的最 新技术，使我国客车的性能、质量和制造技术水平已经接近世界水平。随着 汽车技术发展的日趋完善，低的排放污染、安全性好、用途广泛的汽车成为 人们的首选。要达到这一目的，必须在满足车体刚度和强度基础上，尽量减 少整车质量。因此，汽车的优化设计日趋重要。而FEM(F工N工TEELEMENTMODE) 有限元法就是可以对车身和车架底盘进行优化设计的最著名的方法。作为著 名的有限元分析软件，ANSYS软件可以作为完成这个任务的工具。通过一系列 优化可使整车质量减少，可使