曲挠度通常小于，所以有根据可知根据德国对各种汽车车架的实验结果表明，当轴距单位为，的单位为时，为使纵梁在汽车满载时挠度在容许值以内，则应使或使。大多数汽车的值在间，日本的些平头载货汽车甚至达到.。可得.本章小结首先对车架的结构型式进行介绍，有周边式车架形车架梯形车架脊梁式车架和综合式车架，并且对纵梁横梁及其连接的型式和车架的制造工艺及材料做出介绍。通过对已知车型的了解与学习，对车架的想过部件参数进行选择行设计，车架的材料选用，车架长，宽，高，选取发动机变速器钢板弹簧等车架上的部件，根据设定的基本参数计算车架的弯曲强度挠度，求得结果与车架材料的刚度强度进行对比，得出车架的结构符合设计要求。第章车架三维模型的建立.软件介绍年，公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。年，.的诞生了。经过余年的发展，已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了。的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理功能仿真制造产品数据管理等等。还提供了目前所能达到的最全面集成最紧密的产品开发环境。下面就的特点及主要模块进行简单的介绍。全相关性的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如设计特征有弧圆角倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。装配加工制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数不但包括几何尺寸，还包括非几何属性，然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。数据管理加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同产品进行开发。轻型,载货,汽车,车架,有限元,静力学,分析,毕业设计,全套,图纸摘要汽车车架作为汽车总成重要的部分，车辆受到来自道路和装载的各种复杂载荷最终都会传递给车架，并且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了非常重要的作用。因此，车架结构性能的好坏关乎这整车设计的成败。若用传统经典力学方法计算，结果失真太大而用试验法进行测试，成本高，周期长。为此本文采用了有限元分析技术，来实现车架结构设计合理化和轻量化的目的从而大大减少设计费用，缩短设计周期，同时提高设计工作的效率。因为，在对实体模型分析上具有强大的功能，在结构静力学分析以及优化设计方面相比很多其他软件拥有十分明显的优越性。本文利用三维建模软件和有限元分析软件对轻型载货汽车车架进行了建模和分析。通过对和软件的的了解和学习，采用实体建模，导入进行网格划分，应力加载，求解得出经动态分析结果，得出结论，之后可根据需要对已设计的实体单元为基础的车架结构进行拓扑优化模型和简单的尺寸优化模型，以车架的纵梁截面尺寸为设计变量，以车架结构的总体积最下为优化目标，对车架纵梁截面尺寸进行优化并分析优化结果。通过对初步设计出的轻型车架结构的实体建模及有限元分析，得到些对车架设计有所帮助的结论，为今后车架的设计工作提供定的指导作用。关键词轻型货车车架三维建模载荷有限元静力学分析模态分析车架的设计要求车架的结构型式纵梁横梁及其联接车架的制造工艺及材料.车架的结构设计车架设计参考车架参数的确定车架的弯矩及弯曲应力计算车架的挠度计算.本章小结第章车架三维模型的建立.软件介绍.三维模型的建立.本章小结第章车架有限元分析.的特点.的基本组成和功能.与接口的创建.车架有限元的静力分析三维实体模型的网格划分施加约束条件车架种工况分析.车架有限元的模态分析.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.研究目的和意义在汽车制造市场竞争日益激烈的今天，汽车制造技术越来越先进，作为载货车主要承载结构的车架，它们的质量和结构形式直接影响车身的寿命和整车性能，如动力性经济性操纵稳定性。汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低半，燃料消耗也会降低将近半。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。轻量化是世纪整车发展趋势之，减轻汽车质量意味着节约了能源和材料。车辆设计中，在满足载货车运营中对车架的刚度强度及工艺改造等因素要求的同时，应当尽可能减轻它们的质量和降低制造成本。车架结构设计的主要目的在于确保车架强度刚度和动态性能的前提下，减轻车架的质量，由此不仅可以减少钢材和燃油的消耗，减少污染排放，提高车速，改善汽车起动和制动性能，而且可有效减少振动和噪声，增加汽车和公路使用寿命。但我国的汽车工业存在自己的特殊性是引进国外设计，国产化生产二是仿制或改装设计，自己独立开发设计的新产品很少。国内许多厂家在载货车的设计制造和改进过程中仍主要依靠和沿用传统的手工设计方法和设计理念，从而造成产品存在缺陷或结构设计的不合理，目前国产载货车普遍存在的闯题是整车协调性较差局部材料强度余量较大，无法预先判断，造成材料的浪费在车辆实际使用过程中出现局部强度不足。所以，产品国产化或改装后，在使用过程中往往会出现强度寿命振动噪声等方面的问题。这些问题影响了我国载货车产品质量，造成了使用中的安全隐患。由于缺乏必要的理论分析，我国载货车制造厂家对有问题的区域往往采取局部加强的方法，这不但需要进行多次全面的实车试验才能确定其有效性，而且会导致整车整备质量的不断增加另外，对些结构上的改进和优化，由于缺少定的理论依据，往往得不到很好的实施，因此开展载货车车架结构强度的计算工作，在满足结构强度和刚度的前提下，合理地进行结构设计，以达到轻量化的目的对车架结构设计具有重要意义。此外，为了加速企业的新产品开发，进步提高产品的性能和科技含量，必须对现有的车型进行结构强度刚度分析计算和动态特性分析研究工作，为新车型的研制开发提供借鉴和校核方法。随着经济全球化进程的加快，汽车工业的竞争日益加剧，汽车巨头们都在加紧新车型的设计开发，由于发动机底盘设计制造技术基本成熟，新车型便主要体现在电子设备和车架造型的更新上。同时，为减少新车型的开发成本缩短新车型的开发周期提高新产品的市场竞争力，全球各大汽车公司普遍实施了“平台战略，车架的开发便是该战略的主要组成部分。载货车车架是载货车的基体，般由两根纵梁和几根横梁组成，经由悬挂装置前桥后桥支承在车轮上，具有足够的强度和剐度以承受汽车的载荷和从车轮传来的冲击。要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。然而对车架进行静动态性能的研究，用经典力学方法很难得到精确的优化解，为了能够计算出车架的刚度和强度，往往对车架结构进行较多的假设和简化，计算模型只能构造的比较简单，与实际的结构形状相差很大。在计算机和计算机技术飞速发展并广泛应用的今天，采用近似的数值解己成为较为现实又非常有效的选择。实践和实验证明，在众多近似分析方法中，有限单元法是运用最为成功最为有效的数值计算方法。在汽车结构设计中采用有限元法进行分析，是近几十年来发展起来的计算方法和技术。有限元法的独特优点是能够解决结构形状和边界条件都非常任意的力学问题。早期由于有限元法所要求解的问题计算规模都比较大，而计算机的速度和容量有限，所以造成有限元法在使用上的局限性。现在这些闯题已经解决，只要注意所建有限元模型中各种支承连接关系尽量与实际结构相符，载荷和动态分析中的激励能反映实际情况，特别是动态载荷的变化曲线的精确获得以及在计算中如何加载，行驶制动转弯工况的载荷和约束如何正确选择等问题，就可以得到满足精度要求的有限元分析结果。汽车车架结构的静动态分析的主要目的是查明车架内部各点的应力形变和相对位移，找出其固有频率及振型，从静动两个方面检验车架结构的合理性。随着有限元技术的成熟和高速计算机的出现，各种通用程序专用程序的求解功能都很齐全，前后处理也很方便，汽车结构中绝大部分部件甚至整车的有限元静动态分析和固有特性分析等都可应用这些通用程序或专用程序来分析计算，利用有限元法进行汽车结构的静动态特性分析已经成为种趋势。在西方发达国家的汽车企业中，有限元分柝已经成为其产品设计链中必须的常规。基于我国载货车工业的总体水平仍然落后的现实，在载货车的设计制造和改进过程中，引入有限元分析是必要而有意义的。.车架国内外研究现状从车架的设计方法来讲，早期车架设计采用设计和试验交叉进行。在车架结构定型之前往往经过多轮设计，设计面对的对象是实物，需要经过样品制造试验修改再设计的往复，这种方式不可避免地导致整个设计过程周期长，以及人力物力和财力资源的严重浪费。随着设计验的积累，人们将计算技术应用于汽车车架结构性能的分析及设计中。初期的车架结构性能计算是通过将车架简化成单根纵梁，进行弯曲强度校核。这种计算方法至今还在沿用，但它显然满足不了汽车车架结构性能的设计要求。后来提出的车架结构扭转强度计算方法，只能计算纯扭转工况，不能考虑车架的实际工况，并且，计算比较复杂，工作量大，在实际运用中存在着很大的困难。再后来，人们将比较设计的思想应用于车架设计中。这种设计方法是以同类型的成熟样车为参考来进行车架的设计，目前依然是车架结构初步设计的主要方法。但是，这种方法可能造成车架各处强度不均匀，些局部强度富裕较大，产生材料浪费等现象。世纪年代以来，由于电子计算机的迅速发展，有限元法在工程上获得了广泛应用。有限元法不需要对所分析的结构进行严格的简化，既可以考虑各种计算要求和条件，也可以计算各种工况，而且计算精度高。有限元法将具有无限个自由度的连续体离散为有限个自由度的单元集合体，使问题简化为适合于数值解法的问题。只要确定了单元的力学特性，就可以按照结构分析的方法求解，使分析过程大为简化，配以计算机就可以解决许多解析法无法解决的复杂工程问题。目前，有限元法已经成为求解数学物理力学以及工程问题的种有效的数值方法。在国外，从年代起就开始运用有限元法进行汽车车架结构强度和刚度的计算。年美国宇航员将有限元分析程序引入汽车结构分析中，对车架结构进行了静强度有限元分析，减轻了车架的自重，是最早进行车架轻量化的分析。当前，国外各大汽车公司利用有限元软件进行车架结构静态分析模态分析的技术已非常成熟，其工作重心已转向瞬态响应分析噪声分析碰撞分析等领域。特别是随机激励响应分析备受亲睐，主要是因为它可用来进行车辆的强度刚度振动舒适性和噪声等方面的分析。国外将有限元法引入到车架强度计算比较早，而我国大约是在七十年代末才把有限元法应用于车架的结构强度设计分析中。在有限元法对汽车车架结构的分析中，早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是令人满意的，但由于梁单元本身的缺陷，例如梁单元不能很好的描述结构较为复杂的车架结构，不能很好的反映车架衡量与纵梁接头区域的应力分布，而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形，因此梁单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限，基本上可以作为种完全的强度预测手段。近十年来，由于计算机软件和硬件的飞速发展，板壳单元逐渐被应用到汽车车架结构分析中，使分析精度大为提高，有过去的定性或半定量的分析过度到定量阶段。随着计算机软硬件技术的发展，特别是微机性能的大幅度提高及普及，在微机上进行有