某重型商用車平衡軸支架輕量化設計與研究.pdf

1、隨著全球汽車產量和保有量的持續(xù)增長,能源短缺和環(huán)境污染等問題日益嚴峻,輕型節(jié)能環(huán)保汽車的研發(fā)已經成為當今汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢。因此,在保證安全使用性能的前提下,對汽車進行輕量化設計具有重要的理論和實際意義。在汽車輕量化的方法與途徑中,資金和技術嚴重制約著新材料和新制造工藝的應用,對結構進行改進設計成為輕量化應用最廣泛的方法。
　　本文針對汽車輕量化設計中的結構優(yōu)化設計問題,對結構優(yōu)化設計理論與方法,特別是結構拓撲優(yōu)化設計做了進一步的

2、研究,提出了基于結構拓撲優(yōu)化設計的汽車輕量化設計方案,并采用有限元分析的方法,借助有限元分析軟件ANSYS WorkBench對某重型商用車平衡軸支架進行了結構輕量化設計研究。在課題的研究過程中,主要進行了以下的工作:
　　首先,對平衡軸支架在平衡懸架的作用以及實際工作情況進行分析,確定了其在各種工況下的受力情況,建立平衡軸支架的三維實體模型和有限元模型,模擬平衡軸支架在各種工況下的受力,對平衡軸支架進行了靜態(tài)和動態(tài)特性的有限元分

3、析,并對其結構整體性能進行分析評價。
　　其次,建立平衡軸支架初始結構的有限元模型,基于變密度法的結構拓撲優(yōu)化方法,運用ANSYS Workbench中的Shape Optimization模塊進行結構拓撲優(yōu)化分析,根據(jù)拓撲分析結果,對平衡軸支架進行結構輕量化優(yōu)化設計。在保證與原平衡軸支架施加相同載荷和約束條件下,對優(yōu)化后的平衡軸支架進行有限元分析,并對比優(yōu)化前、后的平衡軸支架的性能。結果顯示:優(yōu)化后的平衡軸支架在滿足強度、剛度以