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SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 王作銘 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程B05-18 指導教師姓名 王瑛璞 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 豐田戴那汽車前橋有限元結構分析 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀 汽車前軸作為汽車的重要承載零部件之一，是連接車身與懸架的重要部件，用于在車架和懸架之間傳遞鉛垂力、縱向力和橫向力，同時前軸還要承受由懸架傳遞而來的制動力矩，,對其剛度和強度、抗沖擊性、疲勞可靠性方面都有很高的要求。因此，對汽車前軸進行結構強度分析也就顯得十分重要。結構強度分心可以借助于有限單元法和模態(tài)試驗來完成。 有限元分析最基本的研究方法就是“結構離散→單元分析→整體求解”的過程。經(jīng)過近50 年的發(fā)展，有限元法的理論日趨完善；有限單元法的應用已由彈性力學平面問題擴展到空間問題、板殼問題，由靜力平衡問題擴展到穩(wěn)定問題、動力問題、波動問題。分析對象從彈性材料擴展到塑性、粘彈性和復合材料等，從固體力學擴展到流體力學、傳熱學、電磁學等連續(xù)介質力學領域。在工程分析中的應用己從分析和校核擴展到優(yōu)化設計和計算機輔助設計技術相結合。 目前國內外汽車行業(yè)領域內的研究及趨勢，均以提高前橋性能的可靠性、安全性為目標，采用理論有限元分析的研究方法，利用先進的測試試驗設備和技術，在當前先進軟件平臺上，對汽車前橋的靜、動態(tài)性能開展試驗模態(tài)分析及CAE研究，為產(chǎn)品的改進和優(yōu)化提供技術依據(jù)。 2、 目的、依據(jù)和意義 汽車前橋是幾何形狀與組成、加工工藝與工序等都比較復雜的機械零、部件,在它們的制造過程中,為保證一些關鍵工藝的質量(如沖壓質量、焊接質量等),往往規(guī)定要定期從生產(chǎn)線中隨機抽取樣品進行實物的垂直彎曲剛度、彎曲靜強度、疲勞等一系列試驗。根據(jù)各種試驗中出現(xiàn)的應力集中位置、疲勞裂紋位置、長度來判別、認可其制造質量。這是一個反復修改和調整的過程,費時費力。如果在檢測過程中,建立前橋的有限元模型,在計算機上模擬相關試驗,再通過小部分抽樣實驗,則會使設計和檢測過程縮短,減少抽樣數(shù)目,降低生產(chǎn)成本,產(chǎn)生較好的經(jīng)濟、社會效益。為此選擇豐田戴那汽車的一系列改進型的前橋進行有限元分析。 通過設計可以使學生掌握汽車驅動橋結構的有限元分析原則和方法。培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作作風。使學生對汽車構造、汽車設計、Pro／E軟件、有限元分析軟件等知識綜合運用。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內容 （1）利用Pro/E軟件建立前橋的三維實體模型； （2）運用ANSYS分析軟件,完成有限元分析； （3）根據(jù)分析結果，提出改進措施； （4）完成設計說明書。 2、擬解決的主要問題 （1）運用ANSYS分析軟件,完成有限元分析； 1)導入利用Pro/E建立的前橋模型； 2）利用ANSYS添加參數(shù)、約束和載荷； 3）運行、分析； （2）得出分析結果，提出改進措施； （3）完成設計說明書。 三、技術路線（研究方法） 調查研究 數(shù)據(jù)采集、分析、處理 擬定設計思路 學習使用Pro/E,Ansys等需要使用的軟件 利用Pro/E建立模型 導入Ansys添加參數(shù)，約束 基于Ansys進行分析 形成研究成果 4、 進度安排 （1）資料收集、調研，完成開題報告 第1~2周（3月2日~3月15日） （2）調研，學習掌握Pro／E軟件和有限元分析軟件 第3周（3月16日~3月22日） （3）利用Pro／E建模 第4~5周（3月23日~4月5日） （4）完成結構分析，完成說明書 第6~12周（4月6日~5月24日） （5）完善計算分析過程，提出結構優(yōu)化措施 第13~14周（5月25日~6月7日 （6）設計審核、修改、答辯準備 第15~16周（6月8日～6月21日） （7）畢業(yè)設計答辯 第17周（6月22日～6月28日） 5、 參考文獻 [1] 陳良玉等．機械設計基礎[M]．沈陽：東北大學出版社，2000． [2] 劉惟信．汽車車橋設計[M]．北京：清華大學出版社，2004． [3] 黃國權．ANSYS有限元法基礎及ANSYS應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004． [4] 黃忠耀等．Pro/E2001基礎訓練教程[M]．北京：清華大學出版社，2002． [5] 朱 帥,錢立軍.基于ANSYS的前橋強度分析[J].機械研究與應用.2007,20(2):44-51. [6] 周一平,朱海林.某轎車前后橋有限元模型分析及試驗驗證[J].計算機輔助工程.2006,15:225- 229． [7] 房俊喜.汽車后橋靜、動態(tài)特性的分析與研究[D].山東理工大學碩士學位論文,2005. [8] 余成龍,董益亮.雜交系統(tǒng)動力學分析的有限元法——汽車后橋有限元建模與分析[J].中國機 械工程,2003,14(2):93-95 [9] 鄭燕萍,羊玢.汽車驅動橋殼臺架試驗的有限元模擬[J].南京林業(yè)大學學報(自然科學版), 2004(4):47-50. [10] 田應剛. 轎車前懸架的有限元分析[J]. 清華大學學報, 2001(41). [11] 吳瑞明,周曉軍,等.汽車驅動橋的疲勞檢測分析[J].汽車工程, 2003(3): 283-286. [12] 趙經(jīng)文,王宏鈕.結構有限元分析[M].北京:科學出版社，2001. [13] 劉新田,黃虎,劉長虹,等.基于有限元的汽車車架靜態(tài)分析[J].上海工程技術大學學報.2007,21(2):112-116 [14] Bart Peeters,Antonio Vechio,Thierry Olberchts.Vibration Testing and Modal An alysis of Air planes.Proceeding of the SAE World Aviation Congress,Reno(NV),USA 2 004.11 [15] Chen J.C.Galileo Spacecraft Modal Test and Evaluation of Testing Techniques,J.P .L.California Institute of Technology. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日