轻型载货汽车车架及车厢的设计开题报告(1)(1)(1)

3.0 闻远设计 2023-06-15 104 4 28.5KB 4 页 20光币

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本科毕业设计(论文)开题报告

课题名称轻型载货汽车车架及车厢的设计

学院汽车工程学院专业班级车辆 18-2 班

学生姓名张聪聪学号201806044231

指导教师冯银兵单位/职称讲师

一、课题背景与意义

轻型载货汽车作为我国城区短距离主要的运输工具之一，由于其轻小方便的特

点被广大运输公司所采用；当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是

对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边

的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的

道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变

形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳

定性。

车架是一种受力情况很复杂的构件，目前在进行车架设计时，一般只进行抗弯

强度计算，在抗扭强度计算方面还有不少问题尚未得到解决，所以车架设计尚未建

立完整的计算方法。设计时除进行抗弯强度计算之外，还对国内现有的同类型汽车车

架断面尺寸进行统计和核算，以作为选择断面的参考依据。轻型载货汽车的车架作为

汽车的承载基体，支撑着货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着不同路面传给它

的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度、强度与稳定性，以使装在其上货

物在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架刚度不足会引起振动和噪

声，也使汽车操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。

近年来，随着国民经济的持续快速增我国厢式汽车市场进入了快速成长期。日渐

加速的城市现代化及乡镇城市化的进程，既推动了经济的快速发展，又拉动了汽车

工业包括厢式汽车的快速发展。

二、国内外研究现状

上世纪 60 年代，美国及其他国家就曾应用有限元方法来确定车架强度，刚度等

静态特性。在进入 90 年代后，计算机辅助分析(CAE)技术不只用于车架结构的仿真

分析，更在车身结构设计的初始阶段应用拓扑优化设计，使汽车车身结构初始设计

不再依靠经验或改进结构来设计。美国福特汽车公司曾经为了提高车辆乘坐舒适性，

将有限元分析应用到新车研发项目中，并取得了满意的研究结果。2004 年详细论述

了如何运用有限元法对车身结构进行模态分析,并依据分析结果提出合理的车架结构

改进方案。2010 年，JagadeepThota 进行了对车架施加冲击载荷的研究，来确定其结

构强度能否满足安全使用要求。同时研究以提升强度和减轻车身质量为优化目标，对

整体进行优化。

2007 年，刘杨等人提出了一种全新的车架有限元模型构建方法即利用板单元

法。同时为了解决车架强度低、刚度小等问题，其还运用拓扑优化理论对车身骨架进

行了分析,最后研究出一种新型有限元模型。2010 年，哈尔滨工程大学的匡霞针对长

春某型号客车车架在使用 3-5 年后产生裂纹的问题，对裂纹处进行了随机振动研

究，找到了容易产生裂纹的危险区域，并进行随机疲劳寿命研究,找到车架的破坏原

因。2013 年，湖南大学的王玉涛以预测某型矿用自卸车车架疲劳寿命为出发点，对

车架整体进行了全寿命分析，结合整车动力学模型仿真结果和有限元模态分析结

果，绘制出该车架的疲劳寿命分布图。2015 年，苏瑞意等人以轻量化为目标，结合

遗传算法，构建出新型的车架拓扑优化数学模型，并将实际情况与优化方案相结合

进一步改进了车架。改进后整车扭转刚度及材料利用率均得到提高，同时整车质量降

低。2016 年，李福强等人在某型号自走式玉米收割机上设计了应变信号采集试验，

采集到危险位置处动态应变信号，同时结合功率密度疲劳分析原理，成功预测出危

险点处疲劳寿命，故其成为一种全新的预测方法

随着工业化产业的发展，材料、工艺和计算机的进步，轻量化技术仍存在很大的

发展空间。而且我国厢式汽车产销呈现出大范围的增长局面，2018 年至2019 年厢式

汽车产销增幅达 40％。目前，我国专用车在全部货车中的市场份额只有 35％左右，

而厢式车在专用车中的比例已达 25％。随着我国现代物流运输业的发展，今后我国

厢式运输车的需求量将更迅猛地增加。

三、研究内容及拟解决的关键问题

1.研究内容

（1）选择一种轻型载货汽车车型，对其车架与车厢进行结构设计。

（2）对车架横梁和纵梁主要受力部位、车厢底部横梁进行刚度和强度校核，对车架

和车厢连接部位进行强度校核；

（3）运用 Solid Works 分别建立车架和车厢的三维模型，利用 CAD 软件绘制车架和

车厢二维图。

（4）利用 ANSYS 软件对车架总成及其横梁的静力学性能进行有限元分析。

2.拟解决的关键问题

（1）分析轻型轿车车架与车厢的解构特点进行方案论证，选择可行性研究方法。

（2）确定轻型载货汽车车架与车厢的整体设计方案，车架纵梁及其附属部件设计与

尺寸计算，对其进行强度与刚度的校核；车厢底板横梁设计与尺寸计算，对重点部

位进行强度与刚度的校核。

（3）建立轻型载货汽车车架与车厢三维模型及二维图绘制；总体装配图与部分零件

图的绘制。

（4）利用 ANSYS 有限元分析软件对车架总成进行静力学分析。

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本科毕业设计(论文)开题报告课题名称轻型载货汽车车架及车厢的设计学院汽车工程学院专业班级车辆18-2班学生姓名张聪聪学号201806044231指导教师冯银兵单位/职称讲师一、课题背景与意义轻型载货汽车作为我国城区短距离主要的运输工具之一，由于其轻小方便的特点被广大运输公司所采用；当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是对车架的结构形式设计有高的要及首先要满足汽车总布置的要及汽车在复杂多边的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于...

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