怎样把汽车优化设计

怎样把汽车优化设计
怎样把汽车优化设计

汽车设计

目录

前言

1、轿车车身

2、轿车造型与空气动力学

3、导流板与扰流板

5、汽车档风玻璃

6、汽车档风玻璃2

8、现代汽车的造型设计

9、轿车车身上的三大立柱车身外型设计的两对矛盾汽车风阻的五个组成部分汽车外形的演变

车身要紧构件

轿车的面漆

汽车的噪声

轿车的降噪措施

汽车的色彩

汽车内饰件的材料

内饰件与模块化

汽车木质内饰件

电动玻璃升降器

电动座椅

现代轿车座椅的要求

车顶盖

轿车的门

车用塑料燃油箱

轿车的仪表板总成

轿车的前照灯

以后的轿车大灯

汽车内的雨刮器

现代轿车音响

氙灯——一种新型的前大灯人机工程学与汽车设计

现代轿车设计概况

“优化设计”与轿车产品

材料疲劳——汽车安全的大敌塑料在汽车内的应用

镁合金在汽车内的应用车用材料的新进展

汽车铝质材料

纳米技术和汽车

车用钢板

新型车身材料

绿色浪潮与汽车

汽车信息化

网络汽车

蓝牙技术与汽车

汽车移动影院与信息化Wi-Fi与汽车

车载燃料电池

混合动力汽车

汽车保险杠

安全气囊

轿车内的安全带

前言

....汽车作为一种商品,首先向人们展示的确实是它的外型,外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。在全球各大汽车企业中,汽车造型工作差不多上由公司的最高层直接领导。因此除了汽车公司自己的设计队伍,还有一些独立的、专业的汽车设计公司,如闻名意大利设计大师乔治亚罗的设计公司[ www.italdesign.it]、意大利博通设计室[ www.bertone.it] 等等。

....好,先让我们看一下什么是汽车造型设计?

....汽车造型设计是依照汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰,而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。

....汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者,使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计尽管是车身设计的最初步骤,是整车设计最初时期的一项综合构思,但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。

....汽车造型设计需要你掌握哪些知识?

....汽车造型要紧涉及科学和艺术两大方面。设计师需要明白得车身结

构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。同时,设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识,如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外,汽车作为一种商品,设计师还要考虑成本和顾客的心理需求。设计师在精通这些知识的基础上,不断推陈出新(这是最重要的),创作更富魅力的汽车形体。

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轿车车身

....早期的轿车车身沿用了马车车身结构,整个车身以木材料为主。1912年由爱德华巴特首次制成了全金属的车身,1925年文森卓.兰西亚发明了承载式车身,车身由钢板冲压成型的金属结构件和大型复盖件组成,这种金属结构的车身一直沿用至今,得到不断的完善和进展。

....汽车车身从整体上分为非承载式车身和承载式车身两种。

....非承载式车身的汽车有一刚性车架,又称底盘大梁架。发动机、传动系的一部分,车身等总成部件用悬架装置固定在车架上,车架通过前后悬架装置与车轮联接。这种非承载式车身比较笨重,质量大

,高度高,一般用在货车、客车和越野吉普车内,也有少部分的高级轿车使用,因为它具有较好的平稳性和安全性。

....承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头,侧围,车尾,底

板等部位,发动机、前后悬架、传动系的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置,车身负载通过悬架装置传给车轮。

这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷力的作用。通过几十年的进展和完善,承载式车身不论在安全性依旧在稳定性方面都有专门大的提高,具有质量小,高度低,没有悬置装置,装配容易等优点,因此大部分的轿车采纳了这种车身结构,例如我国生产的一汽奥迪、上海桑塔纳等国产轿车均是承载式车身。

....提到轿车车身,不能不提及轿车车身的组合装配法。

目前轿车车身差不多上采纳金属构件和复盖件的分块组合,将各种预先制好的结构件和复盖件,用焊接和铆接的方式进行组合装配。各个车身的构件,例如风窗立柱,门立柱、门上横、前后冀子板、前后围板等零部件,除外型要严格符合设计要求外,其配合尺寸也要求一丝不苟。这些零部件中的专门大部分差不多上冲压出来的,需要依靠高质量的模具来保证。因此讲,一辆优良的轿车不但要有好的设计技术,更要有好的工艺制造手段。Return

轿车造型与空气动力学

....空气阻力众所周知,车速越快阻力越大,空气阻力与汽车速度的平方成正比。假如空气阻力占汽车行驶阻力的比率专门大,会增加汽车燃油消耗量或严峻阻碍汽车的动力性能。据测试,一辆以每小时100公里速度

行驶的汽车,发动机输出功率的百分之八十将被用来克服空气阻力,减少空气阻力,就能有效地改善汽车的行驶经济性,因此轿车的设计师是特不重视空气动力学。在介绍轿车性能的文章上经常出现的“空气阻力系数”确实是空气动力学的专用名词之一,也是衡量现代轿车性能的参数之一。....空气阻力系数汽车在行驶中由于空气阻力的作用,围绕着汽车重心同时产生纵向,侧向和垂直等三个方向的空气动力量,对高速行驶的汽车都会产生不同的阻碍,其中纵向空气力量是最大的空气阻力,大约占整体空气阻力的百分之八十以上。它的系数值是由风洞测试得出来的,与汽车内的合成气流速度形成的动压力有紧密关系。当车身投影尺寸相同,车身外形的不同或车身表面处理的不同而造成空气动压值不同,其空气阻力系数也会不同。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系,现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从50年代到70年代初,轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后,各国为了进一步节约能源,降低油耗,都致力于降低空气阻力系数,现在的轿车空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。

....轿车外形设计为了减少空气阻力系数,现代轿车的外形一般用圆滑流畅的曲线去消隐车身上的转折线。前围与侧围、前围、侧围与发动机罩,后围与侧围等地点均采纳圆滑过渡,发动机罩向前下倾,车尾后箱盖短而高翘,后冀子板向后收缩,挡风玻璃采纳大曲面玻璃,且与车顶园滑过渡,

前风窗与水平面的夹角一般在25度-33度之间,侧窗与车身相平,前后灯具、门手把嵌入车体内,车身表面尽量光洁平滑,车底用平坦的盖板盖住,降低整车高度等等,这些措施有助于减少空气阻力系数。在80年代初问世的德国奥迪100C型轿车确实是最突出的例子,它采纳了上述种种措施,其空气阻力系数只有0.3,成为当时商业化轿车外形设计的最佳典范。

....据试验表明,空气阻力系数每降低百分之十,燃油节约百分之七左右。曾有人对两种相同质量,相同尺寸,但具有不同空气阻力系数(分不是0.44和0.25)的轿车进行比较,以每小时88公里的时速行驶了100公里,燃油消耗后者比前者节约了1.7公升。考察轿车车形的进展史,从本世纪初的福特T型箱式车身到30年代中型的甲虫型车身,从甲虫型车身到50年代的船型车身,从船型车身到80年代的楔型车身,直到今天的轿车车身模式,每一种车身外形的出现,都不是某一时期单纯的工业设计的产物,而是伴随着现代空气动力学技术的进步而进展的。空气阻力系数在过去的轿车手册中从未出现过,今天则是介绍轿车的常用术语之一,成为人们十分关注的一种参数了

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导流板与扰流板

新能源汽车白车身结构拓扑及尺寸优化设计研究

新能源汽车白车身结构拓扑及尺寸优化设计研究 摘要随着科学技术的不断进步,新能源汽车凭借高能效、低污染的优势成为汽车行业发展的新潮流。但是很多新能源汽车只更换了动力系统,却依旧沿用传统汽车的车身结构,然而使用电动机替换发动机且增加蓄电池的使用就一定会导致车身载荷发生变化,从而使得新能源汽车和传统汽车在结构设计上有很大不同,这就要求必须要改变车身结构设计。此外,新能源汽车的动力系统被大大简化,这也为车身结构轻量化提供了更大的可能。所以,加强新能源汽车白车身结构和尺寸优化成为汽车行业的重要研究方向,而结构拓扑技术成为实现上述设想的重要技术。 关键词新能源汽车;结构拓扑;尺寸优化 随着社会经济的快速发展,汽车数量在迅速增加,由燃油汽车造成的环境问题和能源问题成为人们面临的重要问题。作为一种新型的绿色交通工具,新能源汽车凭借其能效高、噪音低、污染少等优势成为世界各国关注的热点。当前阶段,对整车结构的拓扑优化相关研究较少,应用于新能源汽车整个车身设计的研究成果更是缺乏。在汽车整车概念设计过程中,如果能够依据新能源汽车的特征有针对性的对白车身结构进行设计,就能够在很大程度上提升材料利用率,更好地实现轻量化设计。 1 结构拓扑优化方法 随着学者们的不但探究,现在的拓扑优化技术已经日渐成熟,结构拓扑优化方法主要包括均匀化方法、水平集法及变密度法等,且从这些方法中又演变出很多新形式。 1.1 均匀化方法 在连续体结构拓扑优化的众多方法中,均匀化方法是使用最广泛的方法,这种方法的基本思想是把拓扑结构材料划分成众多单胞微结构,确保单胞的尺寸、形状参数和材料的弹性模型密度呈现出线性关系,这样单胞尺寸的变化就决定了微结构的有无。通过对形状参数的优化,可以影响设计区域的密度分布情况,从而最大程度提升结构拓扑优化和尺寸优化的性能。 对均匀化方法的研究成果主要分为理论研究、实际应用两个方面,其中理论研究更多在微结构模型中应用,而实际应用更多的应用在均匀化模型中[1]。微型结构模型的理论研究侧重于对方形结构掏空、挖洞的理论探究,均匀化模型实际应用则主要是指对三维连续问题、多工况二维平面问题等的探究。 1.2 变密度法 在连续体结构拓扑优化中,变密度法也是十分常见的一种方法,它是材料描

汽车车身课程设计

汽车车身设计课程设计 课程设计题目 电动游览车车身设计 姓名: 学号: 班级: 指导教师: 学院: 学校: 日期:

目录 1.摘要 (3) 2.设计任务书 (4) 3.方案分析及选择 (5) 4.设计步骤 (6) 4.1车身主要尺寸的分确定和基本外轮廓的草图设计 (6) 4.2车身轮廓的细节处理 (13) 4.3.对车身进行着色处理 (19) 4.4车身的整体效果图 (20) 5.设计心得 (21) 6.参考文献 (22)

1.摘要 车身是汽车的三大总成之一,其生存周期约为底盘的三分之一。车身的更新速度较快,因此车身设计对新车的开发具有十分重要的作用。目前,计算机辅助技术已渗透到汽车生存周期的各个阶段,尤其是CAD技术已成为汽车造型设计的常规手段。 通过本次课程设计了解汽车车身造型设计的程序,理解汽车车身造型设计的基本原理和方法,掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学和人机工学的一般知识。同时培养动手操作能力和分析能力,为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。课程设计中,本人的任务是根据观光车车身的布置特点,完成车内布置及三维造型。通过查找现有车型的参数及座位的布置,利用CA TIA画出车内布置的三维图中,并进行相应的渲染。达到设计一款外形流畅美观,具备实用性的电动游览车。 关键词:车身造型,美学,空气动力学,CA TIA,电动观光车

2.设计任务书 学年学期: 专业班级: 指导教师: 设计时间:15-17周 学时周数:3周 一、设计目的 通过本次课程设计使学生了解汽车车身造型设计的程序,理解汽车车身造型设计的基本原理和方法,掌握汽车造型设计中的美学、空气动力学以及人机工程学的一般知识。同时培养学生的动手能力和分析能力,为以后从事汽车车身设计打下坚实的基础。 二、设计任务及要求 根据一下车身尺寸参数完成电动观光车车身造型设计任务,达到以下要求: 车体宽度小于2m 车体高度小于2m 可供月15到18人乘坐 最高时速40KM 允许坡度15°

汽车设计课程设计

XX大学 汽车设计课程设计说明书设计题目:轿车转向系设计 学院:X X 学号:XXXXXXXX 姓名:XXX 指导老师:XXX 日期:201X年XX月XX日

汽车设计课程设计任务书 题目:轿车转向系设计 内容: 1.零件图1张 2.课程设计说明书1份 原始资料: 1.整车性能参数 驱动形式4 2前轮 轴距2471mm 轮距前/后1429/1422mm 整备质量1060kg 空载时前轴分配负荷60% 最高车速180km/h 最大爬坡度35% 制动距离(初速30km/h) 5.6m 最小转向直径11m 最大功率/转速74/5800kW/rpm 最大转矩/转速150/4000N·m/rpm 2.对转向系的基本要求 1)汽车转弯行驶时,全部车轮应绕顺时转向中心旋转; 2)操纵轻便,作用于转向盘上的转向力小于200N; 3)转向系的角传动比在15~20之间,正效率在60%以上,逆效率在50%以上;4)转向灵敏; 5)转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构; 6)转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。

目录 序言 (4) 第一节转向系方案的选择 (4) 一、转向盘 (4) 二、转向轴 (5) 三、转向器 (6) 四、转向梯形 (6) 第二节齿轮齿条转向器的基本设计 (7) 一、齿轮齿条转向器的结构选择 (7) 二、齿轮齿条转向器的布置形式 (9) 三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算 (9) 四、转向器参数选取与计算 (10) 五、齿轮轴结构设计 (12) 六、转向器材料 (13) 第三节齿轮齿条转向器数据校核 (13) 一、齿条强度校核 (13) 二、小齿轮强度校核 (15) 三、齿轮轴的强度校核 (18) 第四节转向梯形机构的设计 (21) 一、转向梯形机构尺寸的初步确定 (21) 二、断开式转向梯形机构横拉杆上断开点的确定 (24) 三、转向传动机构结构元件 (24) 第五节参考文献 (25)

轿车车身功能尺寸系统优化设计及应用研究

轿车车身功能尺寸系统优化设计及应用研究 泛亚汽车技术中心有限公司曾贺胡敏 上海交通大学机械与动力工程学院金隼 从上世纪90年代以来,通过以“2mm工程”为代表的统计质量管理方法在整个汽车领域的应用和全面推广,已经使得全球的整车制造水平在过去的20年中整体提升了一个台阶。但随着汽车构造越来越复杂以及客户对汽车的质量要求越来越高,各汽车企业都已逐步认识到,整车质量的形成不仅与生产制造过程有关,还与包括产品设计在内的其他许多过程、环节和因素密切相关。只有将影响质量的所有因素全部纳入到质量管理中,并保持系统、协调的运作,才能确保整车的高质量。因此,全面质量管理的理论也就应运而生,而在全面质量管理方法中,设计质量又是重中之重。 在此背景下,近年来,功能尺寸这 一过去仅用于生产制造阶段,监控车身 尺寸偏差的工具被逐步扩展应用到了产 品设计阶段。所谓功能尺寸(Functional Dimension)就是指“从一般产品尺寸特 征中选择出来的一部分反映产品重要功能而且必须保证的尺寸”,它是由德国大众在上世纪90年代率先提出,并全面推广的概念。相对于传统的整车尺寸检测控制方法,功能尺寸在车身尺寸偏差控制方面有着“直观、效率高、与整车质量表现关联性强”等特点。 目前,国内企业在车身尺寸偏差监控方面,应用的功能尺寸控制标准主要是直接从国外引进,或者是工程师在实际生产中根据经验而定义的,至今国内还没有一套系统是针对功能尺寸从设计到验证再到应用的完整开发流程。但随着国际合作的增加,以及自主开发的不断深入,越来越多的汽车企业在设计过程中开始运用功能尺寸这一工具对设计进行优化,功能尺寸的设计开发也因此得到了各个整车企业的重视。 车身功能尺寸系统概述 1.车身功能尺寸的分类 功能尺寸按照不同的用途大致可分为:产品功能尺寸、基准功能尺寸和控制功能尺寸三大类。 (1)产品功能尺寸,是指为了保证下一级装配质 量而在上一级零件、分总成、总成上规定的功能尺寸, 是从整车性能要求中分解出来的对各总成、分总成和 零件的关键特征的相对公差要求。通过产品功能尺寸 的定义,可确定总成、分总成和零件的设计目标,驱 动总成或分总成中所有零件的结构关系、定位策略、 工艺过程、公差要求等的设计。 (2)基准功能尺寸,是指为了保证产品功能尺寸, 而在下一级的分总成、总成上对上一级的零件、分总成、总成的基准提出的公差要求。实现基准功能尺寸的主要方法就是在汽车产品设计和制造

课程设计(基于单片机的汽车倒车雷达设计)讲解

课程设计说明书 汽车倒车雷达设计 学生姓名XXX 班级机制1001班 学号201021xxxx16 日期2013.07.01—2013.07.12

随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺,汽车的数量大幅增长,随着汽车的增多和停车位日趋紧张,泊车成为很多车主头痛的问题,这时倒车雷达就成了汽车的好助手。倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置,能以比较直观的显示告知驾驶员后方障碍物的情况,解除了驾驶员泊车时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了倒车的安全性。超声波测距法是常见的一种距离测距方法,本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞报警系统。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。 设计通过多种发射接收电路设计方案比较,得出了最佳设计方案,并对系统各个单元的原理进行了介绍,对组成系统电路的芯片进行了介绍,并阐述了它们的工作原理,对超声波传感器的选用经过了仔细的思考,并详细的说明其功能和作用原理。文章介绍了系统系统的软件结构,通过编程来实现系统功能。 关键词:单片机;超声波;测距;传感器

1引言 (2) 1.1背景 (2) 1.2设计的要求和难点 (2) 2总体方案设计 (3) 2.1 系统构成图 (3) 2.2 工作原理 (3) 3硬件设计 (5) 3.1 超声波发射与接收电路 (5) 3.1.1 发射电路 (5) 3.1.2 接收电路 (7) 3.2 ADC0832转换器特点与接线图 (9) 3.3 传感器型号及说明 (12) 4软件设计 (13) 4.1 系统流程图 (13) 4.2 编程程序 (15) 5设计小结 (17) 参考文献 (18)

怎样把汽车优化设计

汽车设计 目录 前言 1、轿车车身 2、轿车造型与空气动力学 3、导流板与扰流板 5、汽车档风玻璃 6、汽车档风玻璃2 8、现代汽车的造型设计 9、轿车车身上的三大立柱车身外型设计的两对矛盾汽车风阻的五个组成部分汽车外形的演变 车身要紧构件 轿车的面漆 汽车的噪声 轿车的降噪措施 汽车的色彩 汽车内饰件的材料

内饰件与模块化 汽车木质内饰件 电动玻璃升降器 电动座椅 现代轿车座椅的要求 车顶盖 轿车的门 车用塑料燃油箱 轿车的仪表板总成 轿车的前照灯 以后的轿车大灯 汽车内的雨刮器 现代轿车音响 氙灯——一种新型的前大灯人机工程学与汽车设计 现代轿车设计概况 “优化设计”与轿车产品 材料疲劳——汽车安全的大敌塑料在汽车内的应用

镁合金在汽车内的应用车用材料的新进展 汽车铝质材料 纳米技术和汽车 车用钢板 新型车身材料 绿色浪潮与汽车 汽车信息化 网络汽车 蓝牙技术与汽车 汽车移动影院与信息化Wi-Fi与汽车 车载燃料电池 混合动力汽车 汽车保险杠 安全气囊 轿车内的安全带

前言 ....汽车作为一种商品,首先向人们展示的确实是它的外型,外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。在全球各大汽车企业中,汽车造型工作差不多上由公司的最高层直接领导。因此除了汽车公司自己的设计队伍,还有一些独立的、专业的汽车设计公司,如闻名意大利设计大师乔治亚罗的设计公司[ www.italdesign.it]、意大利博通设计室[ www.bertone.it] 等等。 ....好,先让我们看一下什么是汽车造型设计? ....汽车造型设计是依照汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰,而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。 ....汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者,使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计尽管是车身设计的最初步骤,是整车设计最初时期的一项综合构思,但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。 ....汽车造型设计需要你掌握哪些知识? ....汽车造型要紧涉及科学和艺术两大方面。设计师需要明白得车身结

4.车身(车门)课程设计

汽车车身结构与设计 课程设计 题目基于ANSYS的轿车车门建模 及有限元分析 班级06机械设计制造及其自动化 (现代汽车技术) 姓名 学号 指导教师

第1章车门结构及其简化模型 1.1 研究对象 研究对象是现代轿车普遍采用的整体式车门,前门门体。简化的车门模型是一种假设,对这一假设进行基于ANSYS的有限元分析,检验该车门结构设计的合理性、可靠性以及是否满足各项技术性能的要求,为车门结构设计和优化提供思路和参考依据。 1.2简化原则和步骤 原则: (1)尽量减小建模的复杂度; (2)尽量不引起结构的刚度改变。 步骤: (1)将对于结构刚度影响较小的附件除去,减少的重量用施加的力补上。 (2)简化复杂结构。 1.3 车门结构及其简化模型 车门系统的组成:门体、车门附件和车门内饰件。 门体包括:内板、外板、加强板、抗侧撞梁、门框等,如图2-1所示。 图1-1 门体结构 A-内板总成 B-外板总成 C-前门体总成 1-外板 2-内板 3-前、后玻璃导轨 4-上、下铰链加强板 5-抗侧撞梁 6、7-内、外板加强板 1. 内板(如图1-1中2和图1-2中3所示) 作用和要求:内板几乎是所有车门附件的安装体,是车门的重要支撑板件。为了保证车门附件安装位置的精度要求和车门周边的密封间隙要求,车门内板应具有足够的刚度。 材料和制造:一般采用0.7~0.85mm的薄钢板拉深成形。内板周边需冲压出凸边、加强肋或使用加强板焊于母板上。 简化:

内板J平面上需冲压出各种形状的凸台、窝穴、手孔和安装孔等。较大的孔一般会安装上其他装置,刚度并没有因为开孔降低很多,所以这里,直接将孔除去,为了加强J面的刚度,做了一个内凹。 采用厚度为1mm碳钢板。简化后的内板如图1-3所示。 图1-2 内板、J平面和窗台截面 1-车门外板 2-内、外加强板 3-车门内板 4-窗框 a-玻璃厚度 b-腰线到玻璃的距离 c金属到玻璃的距离 d-腰线上的点 e-内饰板厚度 f-内腰带梁截面宽 a) 内侧视图 b) 外侧视图 图1-3 内板简化模型 (2)外板(如图1-1中1和图1-2中1所示) 作用和要求:外形和制造的表面质量必须符合车身造型的要求;轻量化和侧面碰撞安全性又要求车门外板应具有足够的强度。 材料和制造:由厚度为0.65~0.85mm的薄钢板冲压成形。 简化:采用厚度为2mm碳钢板。简化后的外板如图1-4所示。

车辆工程 汽车优化设计论文

优化设计在汽车中的应用 长安大学汽车学院 车辆工程三班

摘要 20世纪90年代以来,汽车行业的竞争已从单一的性能竞争转向性能、环保、节能等多元综合竞争。安全、舒适、节能环保是二十一世纪汽车工程领域具有重大意义的研究热点。 随着国内汽车研发水平的提升,优化设计已经逐步应用到整车开发过程当中。本文结合在整车开发中的优化设计经验,对几种不同的优化设计方法进行简单介绍,从而使大家对优化设计有更直观的认识。

关键词 汽车优化设计实践 目录 一、摘要 (1) 二、现代最优化设计简介 (3) 三、优化设计在汽车设计中的应用 (4) 四、CAE在汽车冲压件生产工艺中的优化应用 (5) 五、优化设计在汽车零部件轻量化中的应用 (6) 六、总结 (6)

一、现代最优化设计简介 1.1最优化设计概念及最优值 最优化设计是在现代计算机广泛应用的基础上发展起来的一项新技术,是根据最优化原理和方法,综合各方面的因索,以人机配合方式或用自动探索的方式,在计算机上进行的半自动或自动设计,以选出在现有工 程条件下的最好设计方案的一种现代设计方法实践证明,最优化设计是保证产品具有优良的性能,减轻自重或体积,降低工程造价的一种有效设计方法,同时也可使设计者从大量繁琐和重复的计算工作中解脱出来,使 之有更多的精力从事创造性的设计,并大大提高设计效率。最优化设计方法己陆续应用到建筑结构、化工、冶金、铁路、航空、造船、机床、汽车、自动控制系统、电力系统以及电机、电器等工程设计领域,并取得了显著效果。 设计上的“最优值”是指在一定条件(各种设计因素)影响下所能得到的最佳设计值。最优值是一个相对的概念。它不同于数学上的极值,但有很多情况下可以用最大值或最小值来表示。概括起来,最优化设计工作包 括以下两部分内容:(1)将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立 数学模型时要选取设计变量,列出目标函数,给出约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式;(2)采用适当的最优化方法,求解数学模型。可归结为在给定的条件(例如约束条件)下求目标函数的极值或最优值问题。 1.2设计方法的分类 在工程优化原理和方法的应用领域,主要是优化设计、优化试验和优化控制三个方面。根据优化问题的不同特征,可有不同的分类方法。 (1)按有无约束分:无约束优化问题和有约束优化问题; (2)按设计变量的性质分:连续变量、离散变量和带参变量;

汽车设计(课程设计)钢板弹簧(DOC)

汽车设计——钢板弹簧课程设计 专业:车辆工程 教师:R老师 姓名:XXXXXX 学号:200XYYYY 2012 年7 月3 日

课程设计任务书 一、课程设计的性质、目的、题目和任务 本课程设计是我们在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节,是培养我们应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练,并为毕业设计奠定基础。 1、课程设计的目的是: (1)进一步熟悉汽车设计理论教学内容; (2)培养我们理论联系实际的能力; (3)训练我们综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力。 2、设计题目: 设计载货汽车的纵置钢板弹簧 (1) 纵置钢板弹簧的已知参数 序号弹簧满载载荷静挠度伸直长度U型螺栓中心距有效长度 1 19800N 9.4cm 118cm 6cm 112cm 材料选用60Si2MnA ,弹性模量取E=2.1×105MPa 3、课程设计的任务: (1)由已知参数确定汽车悬架的其他主要参数; (2)计算悬架总成中主要零件的参数; (3)绘制悬架总成装配图。 二、课程设计的内容及工作量 根据所学的机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车设计以及金属力学性能等课程,完成下述涉及内容: 1.学习汽车悬架设计的基本内容 2.选择、确定汽车悬架的主要参数 3.确定汽车悬架的结构 4.计算悬架总成中主要零件的参数 5.撰写设计说明书 6.绘制悬架总成装配图、零部件图共计1张A0。 设计要求: 1. 设计说明书 设计说明书是存档文件,是设计的理论计算依据。说明书的格式如下: (1)统一稿纸,正规书写; (2) 竖订横写,每页右侧画一竖线,留出25mm空白,在此空白内标出该页中所计算的主要数据; (3) 附图要清晰注上必要的符号和文字说明,不得潦草; 2. 说明书的内容及计算说明项目 (1)封面;(2)目录;(3)原始数据及资料;(4)对设计课题的分析;(5)汽车纵置钢板弹簧简图;(6)设计计算;(7)设计小结(设计特点及补充说明,鉴别比较分析,个人体会等);(8)参考文献。 3. 设计图纸 1)装配总图、零件图一张(0#);

新能源汽车特拉斯车身结构材料分析报告

新能源汽车特斯产车身结构材料分析报告

目录 1.车身结构的组成构件 (5) 1.1汽车结构件 (5) 1.2汽车加强件 (5) 1.3汽车覆盖件 (6) 1.3.1发动机盖 (6) 1.3.2翼子板 (7) 1.3.3保险杠 (7) 1.3.4车顶盖 (7) 1.3.5车门 (8) 1.3.6行李箱盖 (8) 2.97%全铝车身,实现极致轻量化 (8) 2.1全铝车身简介 (8) 2.2特斯拉Model S的铝合金结构件 (9) 2.2.1悬挂系统采用镂空锻造铝合金 (10) 2.2.2罕见的铸铝横梁 (11) 2.2.3汽车覆盖件 (11) 2.2.4铝合金制轮毂 (11) 2.3全铝车身“鼻祖”——奥迪ASF车身主要参数 (11) 3.关键区域的高强度钢应用提高乘员安全 (12) 3.1高强度硼钢加固 (12) 3.2汽车防撞梁 (13) 4.特斯拉其他材料使用情况 (13) 5.投资建议 (13) 6.风险提示 (13)

图目录 图1汽车结构件示意图 (5) 图2汽车加强件示意图 (6) 图3汽车覆盖件示意图 (6) 图4发动机盖结构示意图 (7) 图5发动机盖与前翼子板结构示意图 (7) 图6汽车前后保险杠示意图 (7) 图7汽车车门结构示意图 (8) 图8奥迪A8全铝车身 (9) 图9汽车“白车身”——结构件示意图 (9) 图10特斯拉全铝车身 (10) 图11特斯拉Model S悬挂系统 (11) 图12奥迪A8(D5)车身结构材料示意图 (12)

表目录 表1奥迪A8系列白车身重量 (12) 表2特斯拉MODEL S前后防撞梁强度表(MPa) (13) 表3特斯拉MODEL S其他关键构件所用材料 (13)

汽车设计课程设计

西安交通大学 汽车设计课程设计说明书 载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计 姓名: 班级: 学号: 专业名称: 指导老师: 日期:2104/12/1

题目: 设计一辆用于长途运输固体物料,载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸:11980mm×2465mm×3530mm 轴数:4;驱动型式:8×4;轴距:1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量:20000kg 整备质量:11000kg 公路最高行驶速度:90km/h 最大爬坡度:大于30% 设计任务: 1) 查阅相关资料,根据题目特点,进行发动机、离合器、变速箱传动轴、 驱动桥、车轮匹配和选型; 2) 进行汽车动力性、经济性估算,实现整车的优化匹配; 3) 绘制车辆总体布置说明图; 4) 编写设计说明书。 本说明书将从整车主要目标参数的初步确定、传动系各总成的选型、整车性能计算、发动机与传动系部件的确定四部分来介绍本课程设计的设计过程。

1.整车主要目标参数的初步确定 1.1发动机的选择 1.1.1发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ,那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和,即: )76140 3600(13max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥ η (1-1) 式中 max e P ——发动机最大功率,kW ; T η——传动系效率(包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率),参考传动部件传动效 率计算得:95%95%98%96%84.9%T η=???=,各传动部件的传动效率见表1-1; 表1-1传动系统各部件的传动效率 部 件 名 称 传动效率(%) 4-6档变速器 95 辅助变速器(副变速器或分动器) 95 单级减速主减速器 96 传动轴万向节 98 a m ——汽车总质量,a m =31 000kg (整备质量11 000kg,载重20 000kg ); g ——重力加速度,g =9.81m /s 2 ; f ——滚动阻力系数,由试验测得,在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响,良好路面上常用轮胎滚动阻力系数见表1-2。取0.012f =。 表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数 轮胎种类 滚动阻力系数 中重型载货车用子午线轮胎 0.007-0.008 中重型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轻型载货车用子午线轮胎 0.008-0.009 轻型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轿车用子午线轮胎 0.012-0.017 轿车用斜交轮胎 0.015-0.025 D C ——空气阻力系数,取D C =0.9;一般中重型货车可取0.8~1.0;轻型货车或大客车0.6~0.8;

汽车的优化设计整理

汽车造型 1.汽车造型和汽车设计的关系?那个包括范围广? 造型强调的是成型,设计强调的是构思。汽车造型是汽车设计的先行环节之一,也是汽车设计的重要组成部分。联系:产品的实用性和审美性融会贯通,通过熟练的技艺体现在产品形态上。造型和设计是一对孪生儿,由于产品有实用与精神的双重作用,在产品开发过程中密不可分。创造性是它们共同的精髓。 汽车设计涵盖范围广。 2.汽车造型发展阶段?推动发展的原因? 从整体来看,一百多年来,汽车造型的的变化主要经历了以下几个阶段:马车型汽车,箱型汽车,甲壳虫型汽车,流线型汽车,船型汽车,楔型汽车到现在的复合型汽车; 确定汽车外形有三个基本要素,即机械工程学、人机工程学和空气动力学 3.著名汽车设计公司,大师? 宾尼法利那(Pinifarina)、意大利设计公司(ITALDESlGN)、博通(Bertone)、意迪雅(I.DE.A);乔治亚罗(Qugetto Giugiaro)、Nucc Bertone、波尔舍、 4..汽车造型工作方法流程 产品规划、二维设计、三维设计、样车试制 5.为什么要制造缩小比例模型?作用(4个作用) 1)是造型构思的延续2)比效果图的三维空间感更强3)是模型的前期试验品4)是选型的重要依据 6.车身主要曲线曲面在汽车造型哪个阶段确定?为什么? 7.什么方法时汽车获得动感? 使汽车的外形与运动物体的外形相像;使汽车具有活泼流畅的线条和光顺的车身表面;强调

水平划分线和削弱垂直划分线;运用不同色彩或不同质感的对比方法。 8.汽车色彩三要素? 色相、明度、纯度 9.使配色更好用哪个配色系统?怎么使色彩搭配协调的配色方法? 奥斯特华徳系统(配色系统有孟歇尔系统、奥斯特华徳系统、CIE系统);使色彩搭配协调的方法有:减少一种色彩的面积;加入白色,使色彩变淡;加入黑灰色,使色彩变暗,用白、灰、黑、金、银等色镶边,作调和过渡;两种色彩交接处用邻接色(在色相环或色度图中亮色之间的色彩)隔开

(汽车行业)汽车车身结构设计与结构分析学习

(汽车行业)汽车车身结构设计与结构分析学习

2004.11.17from:《汽车超级读本》 0.汽车的基本构造 汽车壹般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。 汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。按燃料分发动机有汽油和柴油发动机俩种;按工作方式分有二冲程和四冲程俩种,壹般发动机为四冲程发动机。 四冲程发动机的工作过程:四冲程发动机是活塞往复四个行程完成壹个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。四行程柴油机和汽油机壹样经历进气、压缩、作功、排气的过程。但和汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。 冷却系:壹般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。汽车发动机采用俩种冷却方式,即空气冷却和水冷却。壹般汽车发动机多采用水冷却。 润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。 燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。 化油器:是将汽油和空气以壹定的比例混合为壹种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。 汽车的底盘: 传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。 离合器:其作用是使发动机的动力和传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。 变速器:由变速器壳、变速器盖、第壹轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。 行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。它的基本功用是支持全车质量且保证汽车的行驶。 钢板弹簧和减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身和车轮或车桥之间保持弹性联系。减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。减震器和钢板弹簧且联使用。 转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。 前轮定位:为了使汽车保持稳定直线行驶,转向轻便,减少汽车在行驶中轮胎和转向机件的磨损,前轮、转向主销、前轴三者之间的安装具有壹定的相对位置,这就叫“前轮定位”。它包括主销后倾、产销内倾、前轮前束。前束值是指俩前轮的前边缘距离小于后边缘距离的差值。制动系:机动车的制动性能是指车辆在最短的时间内强制停车的效能。 手制动器的作用:手制动器是壹种使汽车停放时不致溜滑,在特殊情况下,配合脚制动的装置。 液压制动构造:液压制动装置由制动踏板、制动总泵、分泵、鼓式(车轮)制动器和油管等机件组成。 气压制动装置:由制动踏板、空气压缩机、气压表、制动阀、制动气室、鼓式(车轮)制动器和气管等机件组成。 电气设备: 汽车电气设备主要由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷器等组成。 蓄电池:蓄电池的作用是供给起动机用电,在发动机起动或低速运转时向发动机点火系及其他用电设备供电。当发动机高速运转时发电机发电充足,蓄电池能够储存多余的电能。蓄电池上每个单电池都有正、负极柱。其识别方法为:正极柱上刻有“+”号,呈深褐色;负极

车辆优化设计理论与实践_第1章

第1章优化设计的基本概念及相关理论 ● 1.1 概述 ● 1.2 优化设计的基本要素和数学模型 ● 1.3 多元函数的基本性质 ● 1.4 无约束优化问题的极值条件 ● 1.5 约束优化问题的极值条件 1.1 概述 ●优化设计的概念? ●优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新学科,它是将最优化原理和计算 技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法,人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量。 ●优化设计方法的发展? ●传统设计方法只是被动地重复分析产品的性能,而不是主动地设计产品的参数。 作为一项设计不仅要求方案可行、合理,而且应该是某些指标达到最优的理想方案。 虽然设计中的优化思想在古代设计中就有所体现,但直到直至20 世纪60 年代,电子计算机和计算技术的迅速发展,优化设计才有条件日益发展起来。 ●优化设计方法的发展? ●现代化的设计工作已不再是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案,也 不是像过去“安全寿命可行设计”方法那样,。而是借助电子计算机,应用一些精确度较高的力学的数值分析方法(如有限元法等)进行分析计算,并从大量的可行设计方案中寻找出一种最优的设计方案,从而实现用理论设计代替经验设计,用精确计算代替近似计算,用优化设计代替一般的安全寿命的可行性设计。 ●优化设计方法的发展? ●近年来,优化设计在汽车设计中的应用也愈来愈广,汽车零部件的优化设计, 各系统的优化匹配等在近十几年也有很大发展,各种减速器的优化设计、万向传动和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化等都得到了广泛研究。 另外,近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD) ,在引入优化设计方法后,使得在设计过程既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案,又可以加快设计速度,缩短设计周期。把优化设计方法与计算机辅助设计洁合起来,使设计过程完全自动化,已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化问题示例 图为由两根钢管组成的对称桁架。A处垂直载荷P=300000N,2L=152c m,空心钢管厚度T=0.25c m,材料弹性模量E=2.16X107N/c m2,屈服极限σs=70300N/c m2。 求:在满足强度条件和稳定性条伴下,使体积最小的圆臂直径d和桁架高度H。

车身结构加强件优化设计

优化设计在车身结构加强件上的应用 杨明戚为民赵俊杰 艾联(中国)汽车零部件有限公司

优化设计在车身结构加强件上的应用 杨明戚为民赵俊杰 (艾联(中国)汽车零部件有限公司) 摘 要:本文利用一个公开的整车模型,先对其进行侧面撞击分析,然后添加本公司的结构加强发泡以改善其局部结构强度。通过Altair公司的OptiStruct软件对结构加强件进行优化,以达到最佳的设计状态。 关键字:侧面撞击,OptiStruct Abstract:Applying one public whole vehicle model, operates the MDB analysis, and then adds our company’s structure strength foam to improve the part structure. Using the OptiStruct of Altair Company to optimize the structure strength foam and achieve the best design effect. Key words: MDB, OptiStruct 1 引言 随着汽车工业的发展,汽车日益普及,交通事故造成的伤害引起普遍的关注。研究表明,到2020年,交通事故引发的疾病及伤害将成为全球疾病负担前十大原因的第三位。然而在众多的交通事故中,因侧面撞击导致死亡的接近30%。与汽车的其他方面撞击相比较,汽车侧面吸能结构件较少,一旦受到来自于侧面的撞击,将严重危机乘员的生命。 目前,普遍的方法是从约束系统匹配和提成车身整体结构安全性两个方向入手。本公司的结构加强件就是从提高车身局部强度入手来解决侧面撞击中可能出现的一些问题。从经验上我们会在车身比较薄弱的地方添加本公司的加强发泡,但是这样无法控制添加量和添加位置,无法达到最佳效果。利用Altair公司的OptiStruct结构优化模块可以分析出最佳的填充方案。 2 Optistruct优化方案 2.1 有限元模型 本文利用一个public 模型来做一些研究性的工作,首先利用LS_Dyna完成侧面撞击的分析,找出车身结构薄弱的位置。

某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计

某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计 作者:湖南工业李明李源陈斌 摘要:本文基于应力分析结果,采用有效的疲劳寿命预估方法,利用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC.Fatigue 对该型商用车白车身进行S-N 全寿命分析,得其疲劳寿命分布与危险点的寿命值。采用结构优化、合理选材等方法,提高白车身结构的疲劳寿命。 关键词:白车身;有限元;静态分析;疲劳寿命分析;优化 前言 在车身结构疲劳领域的国内研究中,1994 年,江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度计算的力学和数学模型基础上,提出了车辆驾驶室疲劳强度研究方法[1]。2001 年,清华大学孙凌玉[2]等首次计算机模拟了汽车随机振动过程。2002 年,上海汇众汽车制造有限公司王成龙[3]等应用FATIGUE 软件的分析,结合疲劳台架试验,探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命计算中的应用,提出了提高零部件疲劳强度的方法。2004 年,同济大学汽车学院靳晓雄[4]等人提到进行零部件疲劳寿命预估,精确的有限元模型和可靠的材料疲劳数据是必需的,另外获得准确的实际运行工况下的道路输入载荷也非常关键。但由于客观条件的限制,国内这方面的研究非常有限,理论分析的多,对局部零部件研究的多,把车身整体作为研究对象的很少。 本文以某型商用车疲劳寿命仿真分析及优化提高为内容,研究中,首先对白车身结构几何进行网格划分;之后使用MSC.Patran/Nastran 对白车身结构进行静态仿真;然后导入MSC.Fatigue 对白车身结构进行疲劳寿命仿真。在分析的基础上采用结构优化设计的方法优化结构、合理选择材料等,提高白车身结构的静态力学性能与动态疲劳寿命。 1 疲劳寿命计算方法 疲劳寿命计算需要载荷的变化历程、结构的几何参数,以及有关的材料性能参数或曲线[4]。 图1为基于有限元分析结果的疲劳寿命分析流程。

汽车课程设计

沈阳航空航天大学 课程设计 (说明书) 课程名称汽车设计课程设计 专业车辆工程 班级 14060301 学号 2011040603007 姓名付超 指导教师刘刚 2015年3月

目录 第一章 汽车形式的选择 .............................................. 1 1.1汽车参数 ..................................................... 1 1.2汽车轮胎的选择 ............................................... 1 1.3驾驶室布置 ................................................... 2 1.4驱动形式的选择 ............................................... 3 1.5轴数的选择 ................................................... 3 1.6货车布置形式 ................................................. 3 1.7外廓尺寸的确定 ............................................... 3 1.8轴距L 的确定 ................................................. 3 1.9前轮距B 1和后轮距B 2 ........................................... 4 1.10前悬L F 和后悬L R .............................................. 4 1.11货车车头长度 ................................................ 4 1.12货车车箱尺寸 ................................................ 4 第二章 汽车发动机的选择 .. (5) 2.1发动机最大功率max e P .......................................... 5 2.2发动机的最大转矩max e T 及其相应转速T n .......................... 5 2.3选择发动机 ................................................... 6 第三章 传动比的计算和选择 .......................................... 8 3.1驱动桥主减速器传动比0i 的选择 ................................. 8 3.2变速器传动比 g i 的选择 (8) 3.2.1变速器头档传动比1g i 的选择 ................................. 8 3.2.2变速器的选择 ............................................. 9 第四章 轴荷分配及质心位置的计算 .................................... 9 4.1轴荷分配及质心位置的计算 .................................... 10 第五章 动力性能计算 ............................................... 15 5.1驱动平衡计算 (15)

汽车设计课程设计

《汽车设计课程设计》 双横臂独立悬架导向-转向系统的 分析与设计 计算说明书

目录 一、任务说明 1.设计任务............................................................. 错误!未定义书签。2.问题描述............................................................. 错误!未定义书签。3.设计条件............................................................. 错误!未定义书签。 二、双横臂独立悬架导向-转向系统的设计过程 1.导向机构及转向梯形布置方案分析与优化设计...... 错误!未定义书签。 1.1参数选择 ......................................................... 错误!未定义书签。 1.2参数优化 ......................................................... 错误!未定义书签。2.考虑导向机构非线性特征的双横臂独立悬架系统弹簧刚度、减震器阻尼参数的设计与分析方法 ..................................... 错误!未定义书签。 2.1悬架导向机构参数............................................ 错误!未定义书签。 2.2受力分析与阻尼参数计算 ................................. 错误!未定义书签。3.双横臂悬架下摆臂结构的强度设计 ....................... 错误!未定义书签。4.全浮式半轴计算及轮毂轴承选择........................... 错误!未定义书签。 三、设计心得........................................ 错误!未定义书签。

汽车车身骨架优化设计

南京工程学院 车辆工程系 本科毕业设计(论文) 题目:汽车车身骨架优化设计 专业:机械设计制造及其自动化(汽车技术) 班级: K汽车071 学号: xxxx 学生姓名: 指导教师: 起迄日期: 2011.2~2011.6 设计地点:工程实践中心 _

Graduation Design (Thesis) Optimal Design of Automobile Body Frame By Ji Jianke Supervised by Associate Prof. Chen Ruwen Department of Vehicle Engineering Nanjing Institute of Technology June, 2011

摘要 汽车主要承载结构是车身骨架,在保证刚度和强度的前提下减轻车身骨架的重量对整车性能的提高有着重要的意义。拓扑优化是近年来结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题,也是结构优化中的重点和难点。本文以越野车2046虚拟车身为研究对象,采用壳单元建立该车的车身骨架的详细有限元模型对其结构进行静态和动态有限元分析计算。根据得到的拓扑优化结果,同时充分考虑实际的装配和性能要求,完成越野车2046车身骨架的重新构建。对优化后的车身骨架模型进行有限元分析,将其动、静特性参数与原模型作比较。研究表明,经拓扑优化后的车身大骨架各项特性参数指标均有不同程度的提高。由此可得出结论,在实际工程研究中,基于有限元的拓扑优化技术应用于车身骨架设计方面是可行的,且具有很强的优势。 关键词:车身骨架设计;有限元;拓扑优化;ANSYS

ABSTRACT The main bearing structure of an auto is body frame. Under the premise of ensuring stiffness and strength, reducing the weight of the vehicle body frame is important to improve the performance. Topology optimization is the forefront issues and hot issues of structural optimization research in recent years. It is also the importance and difficulty of the structural optimization. Basing on the virtual body of 2046 SUV, the detailed finite element model was established in shell elements. The stiffness and modal characters of the skeleton-type body are gained qualitatively through static and dynamic analysis in order to test and verify the design. The preliminary layout of the SUV 2046 body skeleton was completed according to the result of topology optimization in fully consideration of other practical assembly and performance requirements. The static and dynamic parameters of optimized body frame are obtained and compared with original design. The study shows that the performance parameters of the topologically optimized body frame are improved to varying degrees. So it can be concluded that in the actual engineering research the topological optimization method based on FEM is feasible on the design of vehicle body structure. And has a strong advantage. Keywords:Body frame design, Finite element, Topological optimization method, ANSYS

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