轻型越野汽车车架设计及有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

轻型越野车具有车型轻巧，越野性能和安全性能好等优点，在国外应用较广，因为它拥有坚固的底板，能够在各种不好的路面行驶，所以多为军用和警用（边境巡逻，越野突击等），也可作为越野娱乐设施以及油田、矿区、沙滩和雪地用车等。

国外汽车车架研究现状：20世纪60年代中后期，国外对车架有限元法分析逐渐兴起，并且随着计算机辅助技术在汽车及车架设计中的广泛应用，70年代，美国宇航局把nastran用于车架的分析中，利用有限元法对车架进行了静态和动态分析，并且提出了有效的优化方案，即以车架质量为优化目标，保证汽车各项性能为约束条件，形成了最早的轻量化概念^[3]。90年代，日本丰田汽车公司通过有限元法对汽车的深入分析和对车架结构的优化，提出了轿车车身的碰撞吸能概念，在随后的车型中运用cae法在改善车身碰撞性能的同时减轻了车身车架的质量，从而逐渐形成了人们对日系车节能省油的印象，之后，国外大型汽车公司在车架上继续使用cae深入研究，目前，国外在汽车车架设计和分析中运用cae已经比较成熟，轻量化做的也比较不错。而且车型开发周期也从以前的3-5年缩短到现在的24-36个月，这主要得益于先进优化技术在汽车设计上的广泛应用。

国内汽车车架研究现状：我国有限元法研究相对较晚，但也取得了一定的成果，谷安涛，常国振等较早的将有限元法应用到汽车车架设计中；郑兆昌等应用大型结构软件对货车车架进行了动态分析，提出了利用车架的模态分析结果直接对结构动态特性进行评价的方法；康元春基于模态和强度分析了以减轻车架质量和提高车架一阶模态的固有频率为目标，对车架进行了多目标优化分析，优化后车架质量减轻了5.1%，模态一阶频率提高了25%，金莹莹基于optistruct模块对汽车控制臂进行了拓扑优化设计，从而达到了轻量化预优化结构的目标^[32]，等等这些说明，cae技术特别是有限元法在汽车车架设计中占有越来越重要的地位。但是目前，国内有限元的大部分工作停留在对已有车架的分析及验证上面，而对面向车架设计的应用研究则较少，另外分析内容也较为单一，不是全局系统的分析。

本文研究的目的与意义：国内目前cae在车架设计中的研究应用不是很成熟，因此设计的车架往往达不到最优的状态。本文运用cae法特别是有限元法对轻型越野车车架进行分析,主要是进行静力学分析，模态分析从而进行结构和性能上的优化，使产品性能和材料都能达到比较理想的状态，从而提高车架的分析与设计的能力。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究（设计）的基本内容：

（1）分析轻型越野汽车车架的设计要求。

（2）分析轻型越野汽车车架的常用结构形式。

（3）设计轻型越野汽车车架，绘制车架装配图和零部件图。

3. 研究计划与安排

（1）（7学期第20周）确定毕业设计题目、毕业设计任务书(相关参数)、校内资料收集

（2）（8 学期第1周）方案构思、文献检索、完成开题报告

（3）（8学期第2-3周）外文翻译、资料再收集

（4）（8学期第4-6周）设计计算、草图绘制

4. 参考文献（12篇以上）

[1]智晋宁，要志斌.基于hypermesh的轻型货车车架动态特性有限元分析[j]，太原科技大学学报，2011(2):117-120

[2]徐鑫海，韩振南.基于hypermesh的牵引车车架拓扑优化及有限元分析[j]，汽车技术，2013.9:6-9

[3]孙博文，韩忠浩.fsc赛车车架有限元分析与优化[d]，辽宁工业大学，2015.3

[4]尹安东，龚来智，王欢，徐俊波.基于hyperworks的电动汽车车架有限元分析[j].合肥工业大学学报（自然科学版），2014.1:6-10