基于有限元法的某卡车车架优化设计.pdf

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1、机械设计与制造第5期MachineryDesign&Manufacture2012年5月文章编号：1001—3997(2012)05—0048—03基于有限元法的某卡车车架优化设计木张建戚永爱z唐文献张攀，(’江苏科技大学机电与汽车工程学院，张家港215600)(z南京航空航天大学机电学院，南京210000)(。澳汰尔工程软件(上海)有限公司，上海200120)0ptimaldesignofsometruckframebasedonFEAZHANGJianI,QIYong-ai2,TANGWen—x

2、ianI,ZHANGPan。(SchoolofElectricalandAutomotiveEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhangjiagang215600，China)(2SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210000，China)(3AhairEngineering

3、Software(Shanghai)Co．，Ltd，Shanghai200120，China)【摘要】以Hyperworks软件为平台，建立某卡车车架有限元分析模型，并进行了相应的试验验证。再针对车架第一、五横梁进行拓扑优化，最后对主梁进行尺寸优化，得出最优化的车架结构。结果表明：计算结果与试验结果相吻合，验证了模型的正确性。根据拓扑优化结果，第一、五横梁侧面多个圆孔调整为单个椭圆孔结构，质量减少0．53％；由尺寸优化得，主梁厚度减小了3mm，主梁质量减少8．74％。与原始车架相比，最终优化后车架的

4、刚度变化不大，最大应力增加了0．15％，最大应力的位置由第三横梁转移到主梁，满足设计要求。关键词：卡车车架；拓扑优化；尺寸优化；有限元分析【Abstract】FiniteelementmodelofsometruckframewaspresentedbasedonHyperworkssoftware，correspondingwithexperimentalresults．TopologyoptimizationforthefirstandfhbeamWasthenpro—posed．Finally

5、，sizeoptimizationforthemainbeamWasconducted,inordertoobtainD'toreoptimalframe．Theresultsshowed，thepredictedresultswerewellclosetoexperimentalresults．Accordingtotopologyopti-mizationresults，multicircleholesofthefirstbeamwereadjustedtoasingleellipticalho

6、lewith0．53％reductionoftheweight．AndthethicknessofthemainbeamWasreducedto3mmwith8．74％reduc-tionoftheweightinthesizeoptimization．Comparedwiththeoriginalframe，therigidityofthefinalopti-mizedtruckframechangedslightly，whilethemaximumvon-misesstressincreased

7、byO．15％，whichmeetdesignrequirement．ThelocationofmaximumstressWastransferredfromthethirdbeamtothemainbeam,Keywords：Vehicleframe；Topologyoptimization；Sizingoptimization；FEA中图分类号：TH16，U463．32文献标识码：A1引言进行了实验验证。2008年，一些科研人员日在车架建模时采用螺栓和刚性梁单元，对一轻型货车车架进行了有限元分析

8、和刚度优随着科学技术的进步，汽车工业飞速发展，汽车在人们的生化。2009年，一些科研人员惯性释放原理运用到车架的结构活中占据越来越重要的位置。作为汽车总成的一部分，车架承受优化中，先进行拓扑优化得到车架整体结构再进行形状优化得到着来自道路及复杂载荷的作用。因此车架要有足够的刚度和强度车架的厚度。2009年，一些科研人员目对一中型货车车架进行了以及可靠性与寿命。寻求到一种优化设计车架的方法非常重要，刚度强度分析，采用了加厚纵梁和添加加强板的方法提高车架强不仅可以简短汽车