【導(dǎo)讀】裝置﹑前橋﹑后橋支承在車輪上。擁有足夠的剛度和強(qiáng)度來承受汽車的載荷和從車輪傳。來的沖擊，因此車架的剛度和強(qiáng)度在汽車整體設(shè)計中起著非常重要的作用。結(jié)構(gòu)性能的好壞關(guān)乎著整個設(shè)計結(jié)果的成敗。為了避開傳統(tǒng)力學(xué)計算的弊端本文采用了。有限元分析技術(shù)，以此來縮短工作周期提高效率。元分析軟件ANSYS對某輕型卡車車架進(jìn)行了三維建模和有限元分析。

　　

【正文】 Mechanical 界面左側(cè) Outline（分析樹）中的 Solution(B6)選項。 ⑵單擊 Solution 工具欄中的 Stress(應(yīng)力 )項，然后在彈出的快捷菜單中單擊Equivalent (vonMises)命令。 ⑶單擊 Solution 工具欄中的 Deformation(變形 )項，然后單擊 Total 命令。 求解結(jié)果 ⑴選中 Outline（分析樹）中的 Solution(B6)項，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中單擊 Equivalent All Results 命令。 ⑵單擊 Outline（分析樹）中 Solution(B6)項下的 Equivalent Stress 項，此時出現(xiàn)的便是應(yīng)力分析云圖，如圖 。 圖 滿載時應(yīng)力分析云圖 Stress analysis when full load 由圖可知，最大應(yīng)力出現(xiàn)在縱梁前 段拐角處，大小約為 ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于屈服極限? ?MPa340 ，所以該設(shè)計合格。 XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 23 ⑶單擊 Outline（分析樹）中 Solution(B6)項下的 Equivalent Elastic Strain 項，此時出現(xiàn)的便是應(yīng)變分析云圖，如圖 。 圖 滿載時應(yīng)變分析云圖 Strain analysis when full load 由圖可知，最大應(yīng)變出現(xiàn)在縱梁前段拐角處，大小約為 。 ⑷單擊 Outline（分析樹）中 Solution(B6)項下的 Total Deformation 項，此時出現(xiàn)的便是總變形分析云圖，如圖 。 圖 滿載時總變形分析云圖 Total deformation analysis when full load 由圖可知，最大變形量出現(xiàn)在縱梁中間部位，大小約為 。 輕型卡車車架設(shè)計 24 車輛滿載在水平路面上勻速行駛的情況，模擬車輛在平直路面上勻速正常行駛，此時所有車輪處于同一平面內(nèi)，車架主要承受彎曲載荷，產(chǎn)生彎曲變形，根據(jù)載荷計算方法和給定的車架參數(shù)，可以計算出兩縱梁和與其焊接的懸臂梁上平面承受加載的均布載荷為 方向垂直于平面向下。 對左前輪進(jìn)行 X、 Y、 Z 方向的約束，對左后輪進(jìn)行 Y、 Z 方向的約束，對右前輪進(jìn)行 X、 Y 方向的約束，對右后輪進(jìn)行無約束。 應(yīng)力分析云圖，如圖 圖 轉(zhuǎn)彎時應(yīng)力分析圖 Stress analysis when turning 由圖可知，最大應(yīng)力出現(xiàn)在左后輪處，大小約為 小于屈服極限 ? ?MPa340 ，處于安全范圍。 XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 25 應(yīng)變分析云圖，如圖 。 圖 轉(zhuǎn)彎時應(yīng)變分析云圖 Strain Analysis when turning 由圖可知，最大應(yīng)變出現(xiàn)在左后輪處，大小約為 。 總變形云圖，如圖 。 圖 轉(zhuǎn)彎時總變形云圖 Total deformation analysis when turning 由圖可知，最大變形量出現(xiàn)在右側(cè)縱梁中后間部位，大小約為 。 輕型卡車車架設(shè)計 26 車輛工作時的載荷約為靜載時的 倍，因此該工況下需對車架施加 倍的靜載荷即 ?MPa ，載荷約為 。 應(yīng)力分析云圖，如圖 。 圖 縱向載荷最大時應(yīng)力分析云圖 Maximum longitudinal load stress analysis cloud 由圖可知，最大應(yīng)變出現(xiàn)在總量前段拐角處，大小約為 。 應(yīng)變分析云圖，如圖 。 圖 縱向載荷最大時應(yīng)力分析云圖 Longitudinal load maximum strain analysis cloud XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 27 最大應(yīng)變出現(xiàn)在總量前段拐角處，大小約為 。 總變形云圖，如圖 。 圖 縱向載荷最大時應(yīng)力分析云圖 Maximum longitudinal load stress analysis cloud 總變形量最大值出現(xiàn)在縱梁中部，大小約為 。 從以上分析中可知，滿載轉(zhuǎn)彎時的安全 系數(shù)約為 ，本文將采用增大腹板高度的方法對此工況實行優(yōu)化，使其安全系數(shù)不小于 ，即最大應(yīng)力不得大于 。 將腹板高度增加到 155mm 并對其進(jìn)行有限元分析，分析結(jié)果如圖 。 輕型卡車車架設(shè)計 28 圖 優(yōu)化設(shè)計應(yīng)力云圖 Optimal design stress cloud 由圖可知，最大應(yīng)力出現(xiàn)在左后輪處，大小為 ，其小于預(yù)定的 ,因此，此腹板高度可取。 XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 29 結(jié) 論 本文主要通過三維建模軟 CATIA和有限元分析軟件 ANSYS軟件對車架進(jìn)行建模和靜力分析，通過本文的研究最終得出以下結(jié)論： （ 1）通過對車架多種形式結(jié)構(gòu)的比較，可以初步選擇梯形結(jié)構(gòu)，同時經(jīng)過計算得出設(shè)計方案滿足剛度、撓度的要求。 （ 2）對輕型載貨車架進(jìn)行了三維建模，同時確定了模型的材料。通過利用有限元分析軟件 ANSYS 對已設(shè)計出的車架進(jìn)行網(wǎng)格劃分（適當(dāng)調(diào)整網(wǎng)格劃分的精度），載荷施加及優(yōu)化等步驟后，可初步確定在保證安全系數(shù)不小于 的情況下縱梁腹板高度在150mm155mm 即可。 （ 3）對于分析中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，例如，網(wǎng)格劃分不成功，無法施加應(yīng)力的問題，可以通過 ANSYS軟件的自動指出錯誤功能進(jìn)行模型修改，使優(yōu)化設(shè)計分析更加精確快速。 輕型卡車車架設(shè)計 30 參考文獻(xiàn) [1]吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室 .汽車設(shè)計 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版設(shè)， . [2]王霄峰 .汽車底盤設(shè)計 [M].清華大學(xué)出版社， . [3]余志生 .汽車?yán)碚?[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . [4]陳家瑞 .汽車構(gòu)造（下） [M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， . [5]成大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 [M].北京：化工工業(yè)出版社， . [6]石沛 林，李玉善 .汽車 CAD技術(shù)及 Pro/E應(yīng)用 [M].北京：北京大學(xué)出版社 , . [7]陳精一 .ANSYS工程分析實例教程 [M].北京：中國鐵道出版社， 2021. [8]劉新田，黃虎，劉長虹，郭輝，范平清 .基于有限元的汽車車架靜態(tài)分析 [J].上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報， 2021. [9]Burt, David S. Finite element analysis. AddisonWesley . [10]Eilabu, Zahavi. The Finite Element Method in machine design[J]. New jersey Prentice— Hall, 1992. XX 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 31 致 謝 在大學(xué)的最后一個學(xué)期，在指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)下，我按規(guī)定的完成了畢業(yè)設(shè)計。我的畢業(yè)設(shè)計之所以能夠順利的進(jìn)行下去，是因為在此期間賈老師給了我很多指導(dǎo)，在此特別向賈老師致以衷心的感謝 !同時期間也得到了許多同學(xué)的幫助，在此也非常的感謝他們對我的幫助。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，讓我撿回來了不少忘記過得知識，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，了解了車架相關(guān)設(shè)計工作的過程，加 強(qiáng)了對汽車設(shè)計、 CATIA 建模、 ANSYS 軟件有限元分析的了解，雖然對這些中軟件的學(xué)習(xí)僅限于初級階段，但已經(jīng)為今后的工作和學(xué)習(xí)做了一個良好的鋪墊。 在這兩個月的時間里，酸甜苦辣咸百味俱全，算然累過苦過，但讓我得到許多寶貴的經(jīng)驗，能讓我在今后的設(shè)計中盡量避免不必要的問題，為今后的工作和學(xué)習(xí)積累了寶貴的經(jīng)驗。 最后，再次感謝老師為了能使我更好地完成各期間的任務(wù)所作出的努力，以及對我有幫助的同學(xué)，正是因為有了你們，我才能順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，完成畢業(yè)設(shè)計。本設(shè)計中可能依然存在著缺陷和不足，誠摯希望各位老師多 多批評指正。