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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 設(shè)計(論文)題目： 汽車車架有限元分析 　　　　　　　　 學生姓名： 于敏 學　　號： 1004102048 專　　業(yè)： 車輛工程 所在學院： 機電工程學院 指導(dǎo)教師： 智淑亞 職　　稱： 副教授 年 月 日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的框架成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 5.開題報告（文獻綜述）字體請按宋體、小四號書寫，行間距1.5倍。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫不少于1000字左右的文獻綜述： 一、 前言 汽車車架是整個汽車的基體,在它上面安裝著汽車的各個主要總成,如發(fā)動機、離合器、傳動系、變速器、汽車車身、轉(zhuǎn)向器和車箱等,并把這些總成聯(lián)合成為一輛完整的汽車。另外,車架還承受作用于汽車上的所有靜載荷(懸掛以上的汽車各總成的重量和有效載荷)和汽車行駛時產(chǎn)生的動載荷 (各種力和力矩)。 因此，汽車車架是至關(guān)重要的，為了使車架具有上述功能,對于汽車車架要有足夠的強度，以保證足夠的可靠性和壽命，縱梁等主要部件在使用期內(nèi)不應(yīng)有的嚴重的變形和開裂。所以，車架強度在汽車總體設(shè)計中顯得尤為重要。 二、課題研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀、動態(tài)及發(fā)展方向 在國外，從60年代起就開始運用有限元法進行汽車車架結(jié)構(gòu)強度的計算。1970年美國宇航局將NASTRAN有限元分析程序引入汽車結(jié)構(gòu)分析中，對車架結(jié)構(gòu)進行了靜強度有限元分析，減輕了車架的自重，是最早進行車架輕量化的分析。當前，國外各大汽車公司利用有限元軟件進行車架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、模態(tài)分析的技術(shù)已非常成熟，其工作重心已轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)分析、噪聲分析、碰撞分析等領(lǐng)域。特別是隨機激勵響應(yīng)分析備受青睞，主要是因為它可用來進行車輛的強度、剛度、振動舒適性和噪聲等方面的分析。 國外將有限元法引入到車架強度計算比較早，而我國大約是在七十年代末才把有限元法應(yīng)用于車架的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計分析中。在有限元法對汽車車架結(jié)構(gòu)的分析中，早期多采用梁單元進行結(jié)構(gòu)離散化。分析的初步結(jié)果是令人滿意的，但由于梁單元本身的缺陷，例如梁單元不能很好的描述結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的車架結(jié)構(gòu)，不能很好的反映車架橫梁與縱梁接頭區(qū)域的應(yīng)力分布，而且它還忽略了扭轉(zhuǎn)時截面的翹曲變形，因此梁單元分析的結(jié)果是比較粗糙的。而板殼單元克服了梁單元在車架建模和應(yīng)力分析時的局限，基本上可以作為一種完全的強度預(yù)測手段。近十年來，由于計算機軟件與硬件的飛速發(fā)展，板殼單元逐漸被應(yīng)用到汽車車架結(jié)構(gòu)分析中，使分析精度大為提高，由過去的定性或半定量的分析過度到定量階段。隨著計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，特別是微機性能的大幅提高及普及，在微機上進行有限元分析已不再是很困難的事，同時有限元分析的應(yīng)用得以向廣度和深度發(fā)展。 綜合分析這些文獻可知，當前國內(nèi)對于有限元法應(yīng)用于車架結(jié)構(gòu)分析的研究只是限于對車架或車架結(jié)構(gòu)在靜態(tài)扭轉(zhuǎn)、彎曲載荷以及幾種極限工況載荷作用下的分析，得出車架結(jié)構(gòu)的靜態(tài)應(yīng)力分布，并對其進行了局部的修改，由于軟硬件對計算模型規(guī)模的限制，模型的細化程度不夠，因而結(jié)構(gòu)的剛度、強度分析的結(jié)構(gòu)還比較粗略，計算結(jié)果多用來進行結(jié)構(gòu)的方案比較，離虛擬試驗的要求還有相當大的差距。 三、 結(jié)語 本文采用有限元法對某車型車架的靜態(tài)強度特性進行較為準確的分析，從而使車架設(shè)計從經(jīng)驗設(shè)計進入到科學設(shè)計階段，主要體現(xiàn)在: (1)運用有限元法對初步設(shè)計的車架進行輔助分析將大大提高車架開發(fā)、設(shè) 計、分析和制造的效能和車架的性能。 (2)車架在各種載荷作用下，將發(fā)生彎曲、偏心扭轉(zhuǎn)和整體扭轉(zhuǎn)等變形。傳 統(tǒng)的車架設(shè)計方法很難綜合考慮汽車的復(fù)雜受力及變形情況，有限元法能夠很好 的解決這一問題。 (3)利用有限元法進行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，可以得到車架結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。從設(shè) 計上避免車架出現(xiàn)共振的現(xiàn)象。 (4)通過對車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可以進一步降低車架的重量，在保證車架 性能的前提下充分的節(jié)省材料，對降低車架的成本具有重要的意義。 綜上所述，有限元法已成為現(xiàn)在汽車車架設(shè)計的重要關(guān)鍵方法，對于提高汽車產(chǎn)品的可靠性、質(zhì)量、降低產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)制造的成本起到了重要作用。 參考文獻 [1]黎西亞，李成剛，胡于進.車架有限元分析技術(shù)發(fā)展綜述[J].專用汽車，2001,（1）. [2]謝世坤，程從山.基于ANSYS的邊梁式車架有限元模態(tài)分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2005,18（1）. [3]韓璐，司景萍，李臣.基于ANSYS軟件的車架設(shè)計研究綜述[J].專用汽車，2008，（3）. [4]余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009. [5]黃金陵，汽車車身設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007. [6]許兆棠，劉永臣，汽車構(gòu)造(下冊) [M].北京：國防工業(yè)出版社，2012. [7]馬迅，盛勇生.車架剛度及模態(tài)的有限元分析與優(yōu)化[J].客車技術(shù)與研究，2004，26（4）. [8]張鐵山，胡建立，唐云.輕型汽車車架動態(tài)有限元分析[J].南京理工大學學報，2001,25（6）. [9]李峻，于學兵，張昆.汽車車架的優(yōu)化設(shè)計方法[J].機械設(shè)計與研究，2005,34（2）. [10]王五春，李志遠.汽車車架試驗臺靜、動態(tài)強度測試系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].客車技術(shù)，2004，28(3). [11]敖炳秋.輕量化汽車材料技術(shù)的最新動態(tài)[R].汽車工藝與材料，2002. [12]杜海珍，榮見華.汽車車架結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化設(shè)計[J].機械設(shè)計與研究,2007,23（1）. [13]馬迅，過學迅.基于有限元法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與靈敏度分析[J].機械科學與技術(shù)，2002，7. [14]廖日東，王健，左正興等.有限元技術(shù)在載貨車輛車架分析中的作用[J].車輛與動力技術(shù)，2006. [15]周志革，王金剛，崔根群等.輕型貨車車架縱梁異常開裂原因的分析[J].汽車工程，2004,26（2）. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 1、 研究問題 汽車車架作為汽車總成的一部分，承受著來自道路和裝載的各種復(fù)雜載荷作用，并且汽車上許多重要總成件都是以車架為載體，因而車架的強度在汽車總體設(shè)計中起了非常重要的作用。而有限元法在對車架進行靜態(tài)強度分析中具有重要的理論研究價值。 2、研究手段 (1)做好理論基礎(chǔ)方面的準備。 (2)查閱汽車專業(yè)書籍，掌握汽車車架結(jié)構(gòu)和強度可靠性參數(shù)。 (3)學習計算機軟件，能夠熟練操作。 (4)查閱大量有關(guān)書籍和論文，學習關(guān)于課題領(lǐng)域的研究方法。 (5)制定出項目預(yù)定目標和研究步驟并實施。 (6)加強與指導(dǎo)老師和專業(yè)人員的交流，探討解決遇到的疑難問題。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 3.是否同意開題：√ 同意 □ 不同意 　　　　　　　　　　　　　　　　指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 　　　　　　　　　　　　　　　　負責人： 年 月 日