（全套dwg图纸）基于UG与ANSYS的大学生节能车结构优化设计（含毕业论文）

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基于与的大学生节能车结构优化设计摘要金属车架就是由金属管焊接成具有空间三角结构的框架，车上的其它零部件全都以此框架作为安装基础。这种车架生产工艺简单，不需要特殊的加工技术与专用的设备，只用焊接或者铆接即可完成车架。这种方式的加工成本较低，并且对车架进行修改或局部加强十分容易，只须修改金属管的焊接位置或加焊金属管即可。在质量相等的情况下，桁架式车架往往可以得到比承载式车架目前轿车车架的主流，所谓承载式车架就是是用金属制成坚固的车身，再将发动机悬架等机械零件直接安装在车身上。这个车身承受所有的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”更好的刚度。该种车架的材料也可用高强度复合材料来代替，但是因为高强度复合材料成本较高，所以桁架式车架多是金属制的。赛车应该从车架强度刚度加工难易程度，是否需要专用设备与技术，材料成本与加工成本等各方面来进行综合考虑，这样才能使赛车有在比赛中有良好的表现。因为桁架式属车架具有较好的强度与刚度，加工容易，不需专业的设备与技术材料成本与加工成本都较为低廉，所以参加这次节能车大赛的赛车选用的是桁架式金属车架。.车架具体部分设计规则对车架有很多的要求，同时结合各个部件如发动机差速器转向制动的安装要求，本设计车架的结构如图.所示。图.车架的三维结构图节能车的各零部件之间的连接关系.车架制造的基本要求节能车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。节能车车车架的制造过程尺寸误差必须在允许范围内。节能车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。节能车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。.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