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本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 開(kāi) 題 報(bào) 告 論文題目 某貨車(chē)車(chē)架輕量化設(shè)計(jì) - 1 - 1．課題研究的目的和意義 汽車(chē)問(wèn)世百余年來(lái)，特別是從汽車(chē)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)及汽車(chē)工業(yè)的大發(fā)展以來(lái)，汽車(chē)為世界經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展、為人類(lèi)進(jìn)入現(xiàn)代生活產(chǎn)生了無(wú)法估量的巨大影響。今天，在發(fā)達(dá)國(guó)家，汽車(chē)的普及已經(jīng)達(dá)到很高的程度，在美國(guó)平均每個(gè)家庭擁有各種汽車(chē)2、3輛；雖然中國(guó)的汽車(chē)人均擁有量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平，但是由于中國(guó)巨大的市場(chǎng)和國(guó)際汽車(chē)工業(yè)對(duì)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的影響，中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò)50年的風(fēng)雨歷程，已形成一個(gè)比較完整的工業(yè)體系。 任何問(wèn)題都有兩面性，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展為人們帶入現(xiàn)代生活的同時(shí)也帶來(lái)了許多問(wèn)題[1][2]，例如，一、能源問(wèn)題，每年汽車(chē)的石油消耗量保持在近100億桶，并每年以一定的速度增加，而世界石油資源只能開(kāi)采幾十年，煤炭資源也只夠開(kāi)采一百來(lái)年，人類(lèi)面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)，節(jié)能環(huán)保成為工業(yè)領(lǐng)域不可避免的課題，汽車(chē)工業(yè)同樣不可避免。二、環(huán)境問(wèn)題，汽車(chē)每年向大氣排放大約幾億噸的有害氣體，占大氣污染物的60％以上，被認(rèn)為大氣污染的“頭號(hào)殺手”。汽車(chē)尾氣中C02、CO、HC是大氣污染的主要有害氣體，特別是C02溫室效應(yīng)近年來(lái)傾向日趨明顯。 汽車(chē)作為現(xiàn)代化社會(huì)大工業(yè)的產(chǎn)物，在推動(dòng)人類(lèi)文明向前躍進(jìn)并給人類(lèi)生活帶來(lái)了便捷舒適的同時(shí)，對(duì)大自然生態(tài)環(huán)境的惡化也有著難以推卸的責(zé)任。目前世界汽車(chē)的保有量超過(guò)6億輛，每年新生產(chǎn)的各種汽車(chē)約3500萬(wàn)輛，汽車(chē)每年的石油消耗量約占世界每年石油產(chǎn)量的一半以上。隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，以緩解石油資源緊缺所帶來(lái)的能源危機(jī)，節(jié)能環(huán)保技術(shù)越來(lái)越多為廣大汽車(chē)公司所采用，車(chē)輛輕量化是降低能量消耗的有效措施之一，資料表明，車(chē)重減輕10%，燃油消耗可降低6%-8%[3]。普遍認(rèn)為客車(chē)、貨車(chē)的車(chē)架骨架質(zhì)量占整車(chē)質(zhì)量的60%，對(duì)于專(zhuān)用車(chē)，車(chē)架所占的質(zhì)量比例則更大，因此減小車(chē)架質(zhì)量可為車(chē)輛輕量化提供最大的潛力。輕量化還可以減少原材料的消耗，降低車(chē)輛的生產(chǎn)成本。 本課題就是在上述背景下提出的，目的在于研究載貨車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)使之受力合理，等強(qiáng)度及等壽命設(shè)計(jì)。對(duì)重型車(chē)的車(chē)架進(jìn)行以減輕自重為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出車(chē)架的輕量化方案，在保證承載能力的前提下有效降低質(zhì)量，一定程度上起到節(jié)能的作用。最終達(dá)到保證載貨車(chē)在性能和功能不受影響或有所提高的情況下，減輕載貨車(chē)車(chē)架質(zhì)量。 2．國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 受到能源和環(huán)境保護(hù)的壓力，世界汽車(chē)工業(yè)很早就開(kāi)始了輕量化的研究。雖然應(yīng)用輕金屬、現(xiàn)代復(fù)合材料是現(xiàn)代車(chē)輛輕量化研究的熱點(diǎn)之一，但是這些新材料應(yīng)用在主要承載部件上的成本較高，因此在短時(shí)間內(nèi)很難普及[4]。另一方面， 車(chē)輛的傳統(tǒng)材料——鋼材，由于其強(qiáng)度高、成本低、工藝成熟，并且是最適于回收循環(huán)利用的材料，因此利用鋼材實(shí)現(xiàn)輕量化的可能性備受關(guān)注。 1994年,國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)成立了由來(lái)自全世界18個(gè)國(guó)家的35個(gè)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)組成的ULSAB(Ultra-Light Steel Auto Body)項(xiàng)目組，其目的是在保持性能和不提高成本的同時(shí)，有效降低鋼制車(chē)身的質(zhì)量。ULSAB項(xiàng)目于1998年5月完成，其成果是顯著的。ULSAB試制的車(chē)身總質(zhì)量比對(duì)比車(chē)的平均值降低25%，同時(shí)扭轉(zhuǎn)剛度提高80%，彎曲剛度提高52%，一階模態(tài)頻率提高58%，滿(mǎn)足碰撞安全性要求，同時(shí)成本比對(duì)比車(chē)身造價(jià)降低15%[5]。 從1997年5月啟動(dòng)的ULSAC (Ultra-Light Steel Auto Closures)、ULSAS (Ultra-Light Steel Auto Suspension)和1999年1月啟動(dòng)的ULSAB_AVC(Advanced Vehicle Concepts)為ULSAB的后續(xù)項(xiàng)目，也在輕量化研究上取得很大成[6~8]。 除了以上提到的國(guó)際上著名的四個(gè)輕量化項(xiàng)目外，全世界范圍內(nèi)對(duì)基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的輕量化技術(shù)也進(jìn)行了大量的研究。韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)J.K.Shin、K.H.Lee、S.I.Song和G.J.Park應(yīng)用ULSAB的設(shè)計(jì)理念和組合鋼板的工藝，對(duì)轎車(chē)前車(chē)門(mén)內(nèi)板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，成功地使前車(chē)門(mén)內(nèi)板的質(zhì)量減重8.72%，此技術(shù)己在韓國(guó)一家汽車(chē)企業(yè)中得到應(yīng)用[9]。 通用汽車(chē)公司的R.R.MAYER、密西根大學(xué)的N.KIKUCHI和R.A.SCOTT應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)以碰撞過(guò)程中最大吸收能量為目標(biāo)對(duì)零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此技術(shù) 已應(yīng)用到一款轎車(chē)的后圍結(jié)構(gòu)上[10]。 瑞典Linkoping University的P.O.Marklund和L.Nilsson從碰撞安全性角度對(duì)轎車(chē)B柱進(jìn)行了減重研究。研究以B柱變形過(guò)程中的最大速度為約束變量，以B柱各段的厚度為優(yōu)化變量，以質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)在不降低安全性能的條件下 減重25%[11]。 美國(guó)航天航空局蘭利研究中心的J.Sobieszczanski Sobieski和SGI公司的S. Kodiyalam以及福特汽車(chē)公司車(chē)輛安全部門(mén)的R.Y.Yang共同進(jìn)行了轎車(chē)的BIP (Body In Prime)基于NVH(噪聲、振動(dòng)、穩(wěn)定性)和碰撞安全性要求下的輕量化研 究，實(shí)現(xiàn)了在不降低性能的條件下減重15Kg[12]。 從上面的文獻(xiàn)中,可知國(guó)外的汽車(chē)結(jié)構(gòu)輕量化研究主要可分為四類(lèi): (1) 提出先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，發(fā)展先進(jìn)的制造工藝并通過(guò)尺寸參數(shù)優(yōu)化而得到新的輕量結(jié)構(gòu)； (2) 將拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化引入到結(jié)構(gòu)輕量化過(guò)程中； (3) 利用硬件優(yōu)勢(shì)，大量考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程(如碰撞、振動(dòng)過(guò)程)中的各種約束，對(duì)尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化而得到輕量結(jié)構(gòu)，主要強(qiáng)調(diào)安全性； (4) 提出和應(yīng)用新的現(xiàn)代優(yōu)化算法，并引入到結(jié)構(gòu)輕量化過(guò)程中、 國(guó)內(nèi)對(duì)基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的車(chē)輛輕量化研究開(kāi)展也很多，在車(chē)架的輕量化方面，吉林工業(yè)大學(xué)的黃金陵曾經(jīng)在對(duì)影響車(chē)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的因素進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用懲罰函數(shù)法得到了汽車(chē)車(chē)架各梁截面參數(shù)的最佳值[13]。河北工學(xué)院的馮國(guó)勝曾經(jīng)在有限元分析的基礎(chǔ)上，采用復(fù)合形法和罰函數(shù)法對(duì)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)例優(yōu)化計(jì)算[14]。此外，國(guó)內(nèi)對(duì)轎車(chē)和客車(chē)的結(jié)構(gòu)輕量化做了大量的研究[15~18]。 由國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀可以看出，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)車(chē)輛的輕量化都主要集中在車(chē)身上，對(duì)車(chē)架的輕量化研究也集中在對(duì)轎車(chē)和客車(chē)的研究，真正將輕量化應(yīng)用到重型車(chē)和專(zhuān)用車(chē)結(jié)構(gòu)方面的還相當(dāng)少。對(duì)于車(chē)架占據(jù)絕大部分質(zhì)量的專(zhuān)用車(chē)輛來(lái)說(shuō)，減小其車(chē)架質(zhì)量可為車(chē)輛輕量化提供最大的潛力挖掘空間。 依據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，目前對(duì)轎車(chē)和客車(chē)骨架應(yīng)用有限元法進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和改進(jìn)己是常用的技術(shù)手段，但對(duì)于一些需求量相對(duì)較少，產(chǎn)量不高的重型車(chē)和專(zhuān)用車(chē)，有限元技術(shù)還沒(méi)有得到廣泛使用。本文將有限元法引入重型專(zhuān)用車(chē)的設(shè)計(jì)、分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作中，既解決企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題，也有較高的應(yīng)用價(jià)值。 3. 本課題的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)方案 本文的研究對(duì)象為EQ1290W載重汽車(chē)車(chē)架，論文的任務(wù)側(cè)重于對(duì)車(chē)架 的結(jié)構(gòu)有限元分析，完成其輕量化設(shè)計(jì)研究。主要內(nèi)容包括： 1. 車(chē)架設(shè)計(jì) 參照EQ1290W載重汽車(chē)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行車(chē)架設(shè)計(jì)； 2. 車(chē)架有限元建模 先在CATIA中建立其三維幾何模型，在此基礎(chǔ)上利用ANSYS建立其有限元模型及邊界條件； 3. 典型工況下車(chē)架靜態(tài)分析 根據(jù)實(shí)際車(chē)架受力情況對(duì)車(chē)架進(jìn)行加載,分析各種工況下車(chē)架的靜態(tài)強(qiáng)度和剛度,對(duì)靜態(tài)性能進(jìn)行評(píng)估； 4. 車(chē)架質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計(jì) 在滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的前提下，使其質(zhì)量盡可能小，并做優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)分析，檢驗(yàn)方案的可行性； 4. 本設(shè)計(jì)的特色 ANSYS是大型的通用有限元軟件，其功能強(qiáng)大，可靠性好，具有強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析能力和優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，因而被國(guó)外大多數(shù)汽車(chē)公司所采用。 本文將基于A(yíng)NSYS建立車(chē)架結(jié)構(gòu)的實(shí)體單元模型，對(duì)汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力的研究。首先，對(duì)ANSYS進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，為車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析做好準(zhǔn)備工作；其次，以某重型載貨汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，利用ANSYS建立了車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元的實(shí)體單元模型，對(duì)車(chē)架建模過(guò)程進(jìn)行了研究；再次，對(duì)車(chē)架結(jié)構(gòu)的靜態(tài)特性進(jìn)行深入研究，對(duì)車(chē)架進(jìn)行性能分析評(píng)價(jià)；最后，建立車(chē)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的梁?jiǎn)卧獌?yōu)化模型，以車(chē)架縱梁截面尺寸作為設(shè)計(jì)變量，以車(chē)架總體積為設(shè)計(jì)目標(biāo)，運(yùn)用ANSYS優(yōu)化模塊對(duì)車(chē)架結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)進(jìn)行有益的嘗試。 5. 進(jìn)度安排 第1周至第3周：搜集資料，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告； 第4周至第7周：確定車(chē)架的基本結(jié)構(gòu)； 第8周至第10周：建立車(chē)架的三維實(shí)體模型； 第11周至第16周：輕量化設(shè)計(jì)； 第17周：撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)； 第18周：準(zhǔn)備答辯。 6. 參考文獻(xiàn) [1]靳福來(lái)，汽車(chē)輕量化技術(shù)現(xiàn)狀，汽車(chē)技術(shù)，1995，7：56—58 [2]華潤(rùn)蘭，論汽車(chē)輕量化，汽車(chē)工程，1994，209(6)：375—383 [3] B.Honf., G.Bremana, Light-weight Body-current Status and Future Challengers, Chenises-German Ultra-Light Symposium, Beijing, 2001, (9):201~207 [4] 馮美斌，汽車(chē)輕量化技術(shù)中新材料的發(fā)展及應(yīng)用，汽車(chē)工程，2006，28(3)： 213~220 [5] Ultra-Light Steel Auto Body Final Report, Porsche Engineering Services, Inc. March 1998 [6] Ultra-Light Steel Auto Closures Final Report, Porsche Engineering Services, Inc. May 2001 [7] Ultra-Light Steel Auto Suspension Final Report, Lotus Engineering Services, Inc. January 2001 [8] ULSAB-Advanced Vehicle Concepts Final Report, Porsche Engineering Services, Inc. June 2001 [9] J.-K. Shin, K.-H. Lee, S.-I. Song, et al., Automotive Door Design with the ULSAB Concept using Structural Optimization, Struct Multidisc Optim 23:320~327 [10] R.R.Mayer, N.Kikuchi, R.A.Scott, Application of Topological Optimization Techniques to Structural Crashworthiness, International Journal for Numerical Methods inEngineering, Volume 39, Issue 8:1383~1403 [11] P.O.Marklund and L.Nilssom, Oprimization of a car body component subjected to side impact, Struct Multidisc Optim 21:383~392 [12] J.Sobieszczansiki-Sobieski, S.Kodiyalam, R.Y.Yang, Optimization of car body under constraints of noise, vibration, and harshness (NVH)and crash, Struct Multidisc Optim 22:295~306 [13] 黃金陵，汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)元件參數(shù)的優(yōu)選，汽車(chē)技術(shù)，1984，(1)：20~21 [14] 馮國(guó)勝，汽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，汽車(chē)技術(shù)，1994，(3)：6~11 [15] 桂良進(jìn)，周長(zhǎng)路，范子杰，某型載貨車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)，汽車(chē)工程， 2003，(4)：403~406 [16] 劉竹清，丁能根，全承載式客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2004， (1)：68~70 [17] 孟床功，徐寶云，低地板城市電動(dòng)客車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元分柞及其輕量化設(shè) 計(jì)，機(jī)械研究與應(yīng)用，2004，(3)：51~52 [18] 石琴，基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究，[博士研究生學(xué)位論文] 合肥，合肥工業(yè)大學(xué)，2006 開(kāi)題報(bào)告檢查組意見(jiàn)： 組長(zhǎng)（簽字）： 年 月 日 - 7 -