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（优秀毕业全套设计）基于UG与ANSYS的大学生节能车结构优化设计

必须达到设计时要求，特别是焊点的强度。.节能车车架个支撑梁及各部件之间的连接关系大学生节能车结构优化设计主要针对节能车整体结构进行设计，其中主要针对车架进行优化设计，车架基本结构有焊接相连，部分配件需要螺栓链连接及其通过螺栓进行定位固定。之间关系如三维图所示。图.车架主体边框图.车架底部加强板图.车架底部支撑梁图.车前部支撑架图.车前部左右侧车耳图.靠板架及支撑杆图.车架后支撑架图.驾驶员脚部支撑图.发动机定位板图.至图.为整体车架设计已焊接相连的整车框架，除支撑部分均为铝合金为焊接材料，减轻车架质量，采用结构框架受力的设计理念。图.定位孔图.驾驶员坐板定位连接孔图.和图.为钻孔工艺与转向杆起到定位作用，通过螺栓连接分别起到连接转向机构和与车架固定的作用。图.支撑驾驶员坐板图.为配件且削工艺件两侧向侧视图图.和图.分别为驾驶员坐板和转向杆凹槽采用切屑工艺去除材料保证车架受力强度及车架刚度不变的情况下减轻车架质量。图.前轮转向架图.驾驶员坐板图.和图.分别为车架配件转向机构的转向杆和驾驶坐板，需要螺栓与车架定位连接。综述分析以上如图所示为设计车架各零部件部分及基本功能用途。节能车架制作工艺分析车架是支撑赛车其他部件，构成赛车主体的重要部件。本文叙述车架从最初设计到制造整个过程，其主要包含二大部分内容车架设计车架制作。车架设计从车架的结构设计材料选择管件规格选择与力学分析方面进行了叙述。车架制作部分详细阐述了车架制造基本要求车架的焊接步骤并叙述了在车架焊接中遇到的关键问题以及解决方法。车架制造.车架制造的基本要求车架是赛车的支撑体，是赛车的基本部分，对赛车起着举足轻重的作用，因此对赛车车架的制造过程有定的要求。车架的制造过程尺寸误差必须在允许范围内车架的设计是根据规则要求与各部件布置确定的，制造过程中尺寸的偏差有可能不符合规则的要求，也有可能致使部分部件不能顺利安装在车架上。特别是对于精度要求高的部分更要高精度加工，比如悬架安装处，确保误差在更小的范围。车架的制造过程必须保证所要求的强度赛车在运动过程的力最后都会传到车架上由赛车的车架承受，车架必须有定的强度以保证在车运动过程中不会出现断裂。车架在设计中已经进行过受力分析，但是在制作时还必须达到设计时要求，特别是焊点的强度。.车架制造中的关键问题与解决方案上届参加大赛的赛车车架所选用的材料即为普通的钢，钢具有良好的焊接性能，焊接工艺简单，不需要特殊的设备，只需用普通的手工电弧焊即可完成焊接任务。故我们选取的车架的焊接方式为氩弧焊，选用铝条为焊条。铝合金在热加工后会出现热变形的现象，这将会导致热加工后零件的尺寸出现很大误差，严重影响零件的功能。焊接即是热加工，故车架焊接面临的大问题就是如何控制焊接后的车架的热变形，保证车架重要部分尺寸精度。为了解决这个问题，查阅了很多文献，并向有丰富焊接经验的师傅求教，我们决定采用以下几点解决这问题。首先，我们应该从设备上来保证焊接加工的精度。我们购入了个焊接平台和设计制造了诸多夹具，整个焊接过程就是把管件用夹具固定在这个平台上来完成。焊接加工时以平台作为基准面，由于平台上的各管件有着夹具的固定，焊接之后管件出现热变形也无法移动，这对于控制车架焊接后热变形起着极大地作用。其次，个合理的焊接顺序对于控制热变形与保证重要部分尺寸精度也起着重要的作用。所以，经过资料查阅与请教师傅，最终确定出如.小节的焊接顺序。最后，对车架进行及时地调整也是十分必要的。为了保证重要部分的尺寸，我们需要边焊边调整，使车架满足设计尺寸要求。当整体车架完成后，还要把车架再静置段时间。当车架内应力释放完毕后，再对车架进行最后的调整，这样才能得到符合设计要求的车架。.车架焊接顺序焊接底盘。保证底盘前悬架安装区的尺寸严格满足设计要求，其他部分基本满足设计要求。焊接前隔板，前隔板支撑，与前环。由于该赛车车架前隔板支撑与前悬架安装管为体，所以要前悬架安装管有较高的尺寸精度就需要前隔板，前隔板支撑，与前环这三者严格满足设计要求。焊接前环支撑。形交叉点的位置要严格按照设计要求。焊接主环。主环部分基本满足设计要求即可焊接侧防撞结构。侧防撞结构的顶管尺寸需要严格保证按照设计要求。焊接发动机安装区。尺寸基本满足设计要求即可。焊接主环支撑。尺寸基本满足设计要求即可焊接后悬架安装区。由于该区与车架主体独立，所以较容易保证精度。此部分尺寸要严格按设计要求。后悬架安装系统与车架主体进行对接。对接位置要严格按照设计要求。焊接车架上其余斜支撑管，这些管在车架主体完成后在主体上直接测量后加工焊接即可。在重点位置焊接加强板，以加强车架的整体刚度。车架的设计部分确定了车架的形式为桁架式车架结构，结合综合分析车架受力，确定选用号铝合金作为车架的材料，并结合不同的部分受力情况选定不同的规格。接着阐述了车架的制造过程，分析了制造过程中的尺寸强度要求热变形这关键问题的解决方法以及确定了车架的焊接顺序，保证车架的焊接满足设计要求。.节能车车架的结构尺寸本次毕业设计设计车架技术参数如图.所示图.车架底环尺寸车架长度车架宽度车头部分宽度车尾部分宽度.车架高度。节能车整体结构设计车架整体结构要先了解选材和焊接，怎么对各种钢材加工，并把车架搭出来。同时，通过最优的结构用最少的材料达到最大的刚度。图.整车框架三维图图.原节能车车架图.为整车框架整体装配三维图与图.原节能车车架相比较而言在结构上更为新颖采用框架支撑受力。相比较而言对受外力碰撞时对驾驶员的保护性更高，因为采用底环受力式结构，由多个三角形及梯形基本元素结构组成，在软件分析及以往实测试验中验证了这两种基本元素结构受力时的抗压强度及结合材料特性铝合金的材料自身反弹度相对较好。两幅车架从轻量化角度分析从构建材料上原车架为角钢构筑，设计车架以铝合金管为构建材料，从而质量大幅降低。从设计尺寸比较，原车架为长宽高为，设计车架长宽高为。从体积分析可得出设计车架较原车架比较结构更为紧凑，为车架轻量化奠定基础。节能车车架各部位的定位汽车车架是汽车上的个重要部件，在设计中，人们总是希望在满足强度的条件下使其质量最轻。然而，传统的车架设计多采用类比的方法进行经验设计，然后验算其强度和刚度。结果造成结构中局部应力水平较高，其它部分应力水平很低的不均匀现象。图.人机工程学设计草图如图所示车架主要承受来自驾驶员发动机和车架自身的重量，传动及转向系统的重量均可忽略不计。因此，如何处理载荷施加问题是我们必须考虑的。在新车架的设计中，我们将驾驶员的小腿以下约的重量均匀分布在转向支架的下横梁上小腿至臀部约的重量均匀分布在两根主承载梁前部，其余重量均匀分布在两根座椅靠背支架梁上，发动机重量约以集中力的形式施加在座椅靠背支架后部的两个支撑梁发动机支架中部，车架自重约，座椅和水平面成度夹角即可臀角为至度，背角为至度，以车辆人机工程学理论为设计准则。.本章小结节能竞技赛车是节能减排在汽车应用技术领域中的种极限挑战，对汽车节能减排技术的发展和应用有定的指导意义。节能竞技赛车发动机底盘系统和车身系统等各部分的制作和改进方案。通过切实的实践。从提高发动机的燃油经济性指标，提高传动系统的效率，减小车辆的横向摩擦损失，减轻整车重量，降低空气阻力等多个方面，给出了可行性的改进意见，分析了影响节能车节能目标的诸多关键问题。第章节能车车架建模设计.基于软件三维建模通过软件建模在虚拟平台建立三维模型，目前有多款软件可达到制作要求如等多款软件。在本设计中采用为三维建模软件，是新代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每设计决策。建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到个实现数字化管理和协同的框架中。这设计时方便设计者在设计建模中更好的对三维建模进行掌控。软件简介是美国通用公司的产品开发旗舰解决方案。作为协同解决方案的个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段具体的设计分析模拟组装到维护在内的全部工业设计流程。设计对象的混合建模在的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作变量和参数化混合建模在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，提供了变量驱动及后参数化能力。几何和智能工程混合建模对于个企业，可以将企业多年的经验积累到的知识库中，用于指导本企业新手，或指导新车型的开发，加速新型号推向市场的时间。具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性，无论是实体建模还是曲面造型，由于提供了智能化的树结构，用户可方便快捷的对产品进行重复修改，即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改，或者是对原有方案的更新换代，对于来说，都是非常容易的事。所有模块具有全相关性，的各个模块基于统的数据平台，因此的各个模块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中。并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短，提供的多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是新鲜的概念，总体设计部门只要将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作，又不互相牵连由于模型之间的互相联结性，使得上游设计结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新。实现真正的并行工程设计环境。节能车架三维建模是当今较为流行的种模具设计软件，主要是因为其功能强大。三维建模设计的流程很多，其中分模就是其中关建的步。分模有两种种是自动的，另种是手动的，当能也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向，自动分模的过程。分析产品，定位坐标，使轴方向和脱模方向致。塑模部件验证，设置颜色面。补靠破孔。拉出分型面。抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为个片体。做箱体包裹整个产品，用无缝好的片体分割。分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。以上是手动分模的步骤，手动分模具有很大的优势，是利用分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。图.图组车架环及支撑梁图.图组为车价低环及支撑梁在基本建模中，首先确定尺寸绘制二维线框图，其次软件对二维线框图进行拉伸。绘制出三维立体框架图.图组前后车耳支撑架图.图组前后车耳支撑架在基本建模中，首先确定尺寸绘制二维线框图，其次软件对二维线框图进行拉伸，在拉伸的同时选择拉伸功能表中的求差选项去除材料。绘制出三维立体框架。图.图组车架上环及支撑梁图.图组车架上环及支撑梁在基本建模中，首先进行创建基准平面以更改绘图平面，确定尺寸绘制二维线框图，其次软件对二维线框图进行拉伸，在拉伸的同时选择拉伸功能表中的求和选项整体加载。绘制出三维立体框架。图.图组动力装置定位板及加强筋图.图组动力装置定位板及加强筋在基本建模中，首先确定尺寸绘制二维线框图，其次软件对二维线框图进行拉伸，在拉伸的同时选择拉伸功能表中的求和选项整体加载。绘制出三维立体框架。零配件三维建模零配件的三维建模与车架三维建模在建模方法上基本样，从新打开软件选择建模，绘制车架零配件的三维图图.图组驾驶员坐板图.图组驾驶员坐板在基本建