（CAD图纸全套）基于ProE及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计（含说明书）

格式：RAR 上传：2025-10-02 21:09:30

基于及的轻型载货汽车车架结构设计摘要计到优化设计跨出了大步。在关于优化算法方面的研究，国外将遗传算法引入到结构形状优化算法中并获得良好的效果。总的看来，国外轻量化研究主要有以下几个方面提出先进的设计理念，发展先进的制造工艺并通过尺寸参数优化而得到新的轻量化结构将拓扑优化和形状优化引入到结构轻量化过程中提出新的现代优化方法，并进入到结构轻量化中利用硬件优势，大量考虑动态过程中的各种约束，对尺寸参数进行优化而得到轻量化结构。在国内，高等院校对基于结构优化的车辆轻量化研究发展也很多，但由于没有完备的结构设计数据库和设计规范，有时只能按解剖进口车结构来进行参照性设计。具体在车架结构分析方面，车架的刚度分析对结构分析的重要性近些年已受到广泛的重视。从分析类型上看，仍以车架结构静态分析为主。虚拟试验场整车分析正在着手研究，此外还有焊装模拟分析喷涂模拟分析等。其中，车架刚度强度分析，碰撞模拟分析，空气动力特性分析。金属板件拉延成形特性分析等已步入实用化阶段，为车架的全面优化设计奠定了基础。国内目前的轻量化研究主要集中在汽车般零部件底盘车架结构等的改形设计方面，在产品设计阶段引入有限元法对车架轻量化设计的研究很少。与国外相比，国内关于在轻量化设计过程中引入新的现代优化算法的研究比较匮乏，轻量化设计过程中的分析规模较小，体化在产品设计开发阶段的应用还不成熟以至于汽车生产厂家很少采用。概括起来与国外轻量化研究的主要差距有汽车结构开发工作主要还是依赖经验和解剖进口结构进行参照性设计的，多用来解决样车试验以后出现的设计问题，设计与分析未能真正做到并行。由于软硬件对计算模型规模的限制，模型的细化程度不够，因而结构的刚度强度分析的结果还比较粗略。计算结果多用来进行结构的方案比较，离虚拟试验的要求还有相当大的差距。有限元分析主要应用在结构的强度和刚度分析方面，在碰撞振动噪声外流方面的模拟计算才刚刚起步，对车架结构或部件的各项性能指标进行系统分析研究的实例还未广泛进行。同时，国内外不少公司科研机构及高等院校陆续开发了些通用性很强的大型有限元结构分析软件程序，这些程序可用来分析任意规模的结构，如整架飞机或整个汽车的结构。这些有限元软件已发展到成熟的阶段，比较成熟并且普及较广的有美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的美国麻省理工学院研制的美国国家航空与航天局研制的德国斯图加特大学宇航结构静力学研究所研制的世界上最大的有限元分析软件公司之的美国开发的软件等等。这些通用程序的研制成功，大大简化了结构分析工作，只要求使用任意掌握有限元法的基本理论，熟悉建立有限元分析模型的方法和通用程序的使用方法即可。这些大型商业通用有限元分析软件也像设计软件样在汽车研发过程中得到普及，有实力的汽车厂商甚至为自己的产品开发独立地从事这些有限元分析软件的二次开发。.主要设计内容本设计通过参考国内外轻型载货汽车车架的结构及工作原理的基础上，对车架进行设计计算和校核，利用建模并应用软件对车架进行有限元分析，主要设计内容如下选择车架结构型式材料和加工工艺，确定车架参数，对车架结构进行设计，并对车架进行校核。建立零件模型，并完成正确的装配。将建立好的模型导入有限元软件中，完成车架在各种工况下的静力分析。第章车架结构方案的选择.车架的设计要求车架作为汽车的承载基体，为货车中型及以下的客车中高级和高级轿车所采用，支承着发动机离合器变速器转向器非承载式车身和货箱等所用簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重的变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性操纵稳定性及些机件的可靠性下降。货车车架的最大弯曲挠度通常应小于。但车架扭转刚度又不宜过大，否则将使车架和悬架系统的载荷增大并使汽车轮胎的接地性变差，使通过性变坏。通常在使用中其轴间扭角约为。在保证强度刚度的前提下车架的自身质量应该尽可能减小，以减小车身质量。货车车架质量般约为整车整备质量的。此外，车架设计时还应考虑车型系列化及改装车等方面的要求。.车架的结构型式根据纵梁的结构特点，车架可分为以下几种结构型式周边式车架周边式车架用于中级以上的轿车。如图.所示，在俯视图上车架的中部宽两端窄。中部宽度取决于车身门槛梁的内壁宽前端宽度取决于前轮距及前轮最大转角后端宽度则有后轮距确定。左右相关纵梁由横梁连接。其最大特点是前后两段纵梁系经所谓的缓冲臂或抗扭盒与中部纵梁焊接相连。前缓冲臂位于车厢前围板下部倾斜踏板前方后缓冲臂位于后座下方。其结构形状容许缓冲臂有定的弹性变形，可吸收来自不平路面的冲击和降低车内噪声。此外，车架中部加宽既有利于提高汽车的横向稳定性，又减短了车架纵梁外侧装置件的悬伸长度。在侧视图上，与其他型式的轿车车架类似，在前方车轮处纵梁向上弯曲以让出前后独立悬架或非断开式后桥的运动空间。采用这种车架时车身地板上的传动轴通道所形成的鼓包不大，但门槛较宽，见图.。周边式车架形车架梯形车架图.轿车车架形车架如图.所示，这种车架为些轿车所采用。车架的中部为位于汽车纵向对称平面上的根矩形断面的空心脊梁，其前后端焊以叉形梁，形成俯视图上的形状。前端的叉形梁用于支承动力传动总成，而后端则用于安装后桥。传动轴经中部管梁通向后方。中部管梁的扭转刚度大。前后叉形边梁由些横梁相连，后者还用于加强前后悬架的支承。管梁部分位于后座乘客的脚下位置且在车宽的中间，因此不妨碍在其两侧的车身地板的降低，但地板中间会有较大的纵向鼓包。门槛的宽度不大，见图.，虽然从被动安全性考虑，要求门槛有足够的强度和刚度。梯形车架梯形车架又称边梁式车架，是由两根相互平行的纵梁和若干根横梁组成。其弯曲刚度较大，而当承受扭

（CAD图纸全套）基于ProE及ANSYS的轻型载货汽车车架结构设计（含说明书）与静力学分析CAD截图01