有限元分析及优化设计

《大连理工大学》 2004年

加入收藏 获取最新

【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，

郑鑫

大客车车架结构的有限元分析及优化设计

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(ANSYS Parametric Design Language)。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。

【关键词】：车架 有限元分析法 ANSYS APDL 优化计算

【学位授予单位】：大连理工大学

【学位级别】：硕士

【学位授予年份】：2004

【分类号】：U469

【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.094747

【目录】：

• 摘要3-9

• 前言9-10

• 1 绪论10-12

• 1.1 大客车在国内的发展状况10

• 1.2 有限元分析法10-12

• 2 有限元分析的发展现状与展望12-15

• 2.1 FEA概述12

• 2.2 FEA国际发展趋势12-14

• 2.3 FEA国内发展状况14-15

• 3 优化设计15-22

• 3.1 优化设计概述15 • 3.2 优化数学模型的构成要素15-17

• 3.3 建立数学模型需要注意的问题17-18

• 3.4 参数优化方法适用范围18-20

• 3.5 选择优化方法的标准及有关经验20-22

• 4 ANSYS软件介绍及有限元分析步骤22-28

• 4.1 ANSYS软件介绍22-23

• 4.2 ANSYS的分析步骤23-28

• 4.2.1 前处理23

• 4.2.2 求解23-26

• 4.2.3 后处理26-27

• 4.2.4 ANSYS软件的特点27-28

• 5 ANSYS软件优化功能及APDL语言28-36

• 5.1 ANSYS参数化分析功能28

• 5.2 APDL语言介绍28-30

• 5.3 ANSYS软件优化设计的过程与步骤30-35

• 5.3.1 优化设计的相关概念31-33

• 5.3.2 优化过程具体分析步骤33-35

• 5.4 应用程序开发过程中的关键技术35-36

• 6 客车底盘车架综述36-43

• 6.1 客车底盘的种类36-37

• 6.2 客车车架综述37-43

• 6.2.1 车架的功用37-38

• 6.2.2 对车架的要求38

• 6.2.3 车架类型的选择38

• 6.2.4 车架宽度的确定38-39

• 6.2.5 车架纵梁型式的确定39

• 6.2.6 车架横梁型式的确定39-40

• 6.2.7 车架的受载分析40-41

• 6.2.8 纵梁的弯矩计算41

• 6.2.9 车架纵梁抗弯刚度校核41-42

• 6.2.10 车架的扭转刚度42-43

• 7 车架结构的动态分析43-50

• 7.1 大客车实例主参数43

• 7.2 模态分析的必要性和作用43

• 7.3 大客车车架的动力学模型建立和分析43-50

• 7.3.1 模型建立43-45

• 7.3.2 振型分析及讨论45-48 • 7.3.3 结论分析48-50

• 8 车架结构数学模型的建立50-59

• 8.1 模型建立准则50-51

• 8.2 有关方程及参数介绍51-56

• 8.3 通过应力分析对车架的改进意见56-59

• 9 客车车架结构设计中的结构优化设计59-68

• 9.1 客车车架几何模型的特点59

• 9.2 客车车架优化方法59-61

• 9.2.1 车架结构优化的优化变量59

• 9.2.2 利用车架结构有限元模型进行优化的一般过程59-60

• 9.2.3 客车车架总质量的优化60-61

• 9.3 APDL程序命令流61-63

• 9.4 数据分析63-67

• 9.5 结论分析67-68

• 10 客车车身局部部分的有限元分析68-72

• 10.1 问题的由来68

• 10.2 APDL命令流68-71

• 10.3 结论分析71

• 10.4 对于优化的进一步思考71-72

• 11 总结与展望72-73

• 11.1 全文总结72

• 11.2 有限元技术和优化方法在汽车工程中应用展望72-73

• 参考文献73-74

• 致谢74-76

下载全文 更多同类文献

CAJ格式全文

(本文按0.5元/页收费，欢迎：购买知网卡、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ,PDF文件格式

• 出国英语，你会说真英语吗，快来测测吧！

• 圣智科学教育教材——当当网正版独家75折

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 尹茂华;半承载式客车车身有限元分析[D];山东理工大学;2008年

2 孙海霞;前排料搅拌车车架结构强度有限元分析[D];青岛大学;2007年

3 张远波;风冷式CPU散热片的热分析及其优化设计[D];华中科技大学;2006年

4 叶勤;轻型载货汽车车架有限元分析与优化[D];武汉理工大学;2007年

5 殷小霖;基于有限元法的车架轻量化设计[D];武汉理工大学;2007年

6 陈孟华;基于虚拟样机的轿车盘式制动器噪声的研究[D];武汉理工大学;2006年

7 杨越凯;某轿车车身有限元建模及静动态特性分析[D];东北大学;2006年

8 王存杰;大型散装物料半挂运输车有限元分析及改进[D];广西大学;2006年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘天云,吕克顺,赵国藩;钢筋混凝土框架结构的可靠性分析[J];大连理工大学学报;1998年02期

2 江正方;振动对电视发射机的影响及对策[J];电视技术;1997年05期

3 张益群;立式机组动态力谱分析初探[J];大电机技术;1998年05期

4 罗水亮,陶果;用大型有限元软件ANSYS处理电法测井的电磁场问题[J];测井技术;2004年06期

5 李杰,徐岳,郑凯锋;连续刚构桥双薄壁墩参数优化研究[J];公路;2004年04期

6 邵军,程华,徐军;遗传算法在结构可靠性优化中的应用[J];四川建筑科学研究;2001年02期

7 华宏星,翟祖清,傅志方;粘性阻尼系统频响函数计算方法[J];工程力学;1999年04期

8 向红;产品与运输包装的“理想设计过程”[J];包装工程;1998年05期

9 陈威,刘钢,陈维民;冲床隔振基础双自由度力学模型的建立与解析[J];锻压技术;2001年04期 10 廖君;;汽车前后舱盖有限元模态分析研究[J];装备制造技术;2007年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨景云;;中医药微生态学的研究现状[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

2 李楠;倪学勤;潘康成;;宿主依赖型蛭弧菌的发育过程及其影响因素[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

3 王雅玲;柴同杰;;真菌气溶胶的研究进展[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

4 丁轲;程安春;;乳酸杆菌表达系统的研究进展[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

5 程安春;汪铭书;豆文波;徐超;廖永洪;朱德康;;禽流感病毒结构特征及致病性的分子基础和公共卫生意义[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

6 程安春;汪铭书;陈孝跃;朱德康;黄城;刘菲;周毅;郭宇飞;刘兆宇;方鹏飞;;我国鸭疫里墨氏杆菌血清型调查及新血清型的发现和病原特性研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

7 严琳;牟帆;陈焕春;;重组猪白细胞介素2在小鼠模型中对伪狂犬病毒弱毒疫苗的佐剂效应[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

8 汪铭书;程安春;陈孝跃;刘兆宇;方鹏飞;郭宇飞;;血清7型鸭疫里墨氏杆菌在我国的发现及其病原特性研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

9 朱德康;程安春;汪铭书;;五种血清型的鸭疫里默氏杆菌外膜蛋白特性比较及其免疫原性的研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

10 刘菲;程安春;汪铭书;宋涌;廖永洪;袁桂萍;韩晓英;徐超;;鸭瘟病毒强毒株在急性人工感染成年鸭体内分布规律的研究[A];中国畜牧兽医学会动物微生态学分会第三届第七次学术研讨会论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 邓寅喆;超小型无人旋翼机XZ03飞控系统的机械电子学设计研究[D];上海大学;2008年

2 吴鹏;板系结构拓扑优化及其在液压机底座设计中的应用研究[D];燕山大学;2008年

3 丁彦闯;铁路车辆结构多层面优化设计研究及典型应用[D];大连交通大学;2008年

4 戴磊;基于CAD/CAE集成技术的开放式参数化结构形状优化设计平台[D];大连理工大学;2008年

5 刘翔;面向动力性能的抗冰导管架平台优化设计研究[D];大连理工大学;2008年

6 黎自强;卫星舱布局的若干图形学问题研究[D];大连理工大学;2008年

7 陈钢;内腔声—结构耦合系统的数值模拟与优化设计[D];大连理工大学;2008年

8 张新;应变式三维加速度传感器设计及相关理论研究[D];合肥工业大学;2008年

9 刘攀;梁—质量块系统的动力学行为研究[D];华中科技大学;2008年

10 郭毅军;DK-2000A手术动力装置机械传动部分的关键技术研究[D];重庆大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张鑫;基于ANSYS的复合材料仿真分析[D];西安电子科技大学;2009年

2 张萌;基于交通事故处理的车辆参数查询系统的开发[D];长安大学;2008年

3 孙作振;随机参数结构随机特征值分析[D];吉林大学;2009年

4 孔祥泉;斗轮机金属结构有限元分析及优化设计[D];吉林大学;2009年

5 杨德友;电力系统低频振荡关键线路/母线辨识与控制研究[D];东北电力大学;2009年

6 张红;SCARA机器人小臂结构特性分析[D];天津大学;2008年

7 刘驰;XK713数控铣床关键部件的静动态特性分析[D];湖南大学;2008年

8 胡哲;基于振动方法进行复合材料力学性能检测的研究[D];武汉理工大学;2009年

9 陆丽娟;均匀载荷作用下膜基反射镜面形分析和研究[D];苏州大学;2009年

10 张军辉;大跨径连续刚构梁桥荷载试验评定与研究[D];武汉理工大学;2009年

【同被引文献】