全地形车车架的静态性能分析与结构改进

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山地车车架结构灵敏度分析及优化设计

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ATV全地形车结构性能分析与研究

高新技术2016年10期︱23︱ATV 全地形车结构性能分析与研究隆永波浙江春风动力股份有限公司，浙江杭州 311100摘要：本文通过对ATV 全地形车车架的三维几何模型、有限元模型进行的模态试验、静强度试验，对车架的刚度、强度、主梁管结构的轻量化设计效果等，进行了全方位的研究。

关键词：ATV 全地形车；结构；性能中图分类号：U463 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）10-0023-021 研究背景随着人们生活水平的不断提高，集休闲、代步、军事等功能于一身的ATV 全地形车，得到市场良好的反响，成为各大品牌公司争相研发生产的拳头产品。

国内外围绕其结构、性能展开的研究非常多。

相对国外先进的生产和研发技术水平，我国尚存在一定差距，目前我国关于此类的研究主要集中在平顺、安全、可靠等性能的优化方面。

2 车架有限元模型研究有限元分析对于分析ATV 全地形车的车架结构是比较好的方法。

通过建立车架的UG 模型以及CAE 模型，可以提供基础的结构方面的分析数据。

使用美国研发的HYPERMesh 软件，对全地形车的车架有限元模型采用多种类型的应用工具进行分析。

可以实现有限元分析的网格化等处理，将分析求解的实践大大降低。

使用车架UG 模型对车架有限元模型进行精确度的分析，可以帮助几何模型经过处理分析得到更加具有精准度的分析数据。

本文所举案例，是一款拥有自主知识产权的全新ATV 全地形车架。

该车架是目前市场比较流行的车架结构，在外型上进行了全新的改良和创新，车体的减震、制动等功能已经得到了厂家和市场的认可。

对该车进行UG 模型的分析，采用的是Catia 三维建模软件予以辅助。

图1 车架结构支撑状态图对该车有限元模型建立的步骤包括：（1）将部件和结构进行简化，忽略掉影响车架结构较小的结构和部件；（2）结合SHELL 壳单元的属性，对管构件、板构件的厚度等尺寸方向上的应力不予考虑，选用壳单元模拟结构，抽取车架结构中面；（3）为避免抽取中面时出现的缝隙、重叠、错位、边倒圆、小孔等缺陷，影响网格质量，需要对中面先进行几何处理；（4）对有限元模型中的网格数目、疏密、单元阶次、位移、布局、编号、节点等进行去网格化，结合车架特征，将中面进行大小约为4毫米的网格划分，可以采用焊接方法的节点耦合ID 单元来进行模拟；（5）通过对网格质量进行计算和检查可以划分出网格形状的理想状态和合适程度。

钢管式全地形四轮越野车车架设计与分析任务书

2．毕业设计的具体工作内容：
根据所选择的具体车型及有关数据，确定原始计算参数。原始数据：
乘员2名，质量150kg；发动机质量32kg；油箱质量（含油）：15kg；
货物质量：50kg；四条轮胎总质量：30kg；路面最大附着系数：0.8
最大爬坡度：imax=0.25；
技术要求：
1、熟悉全地形车车架结构，根据给定的参数，对其相应车架进行设计；
任ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ书
1．毕业设计的任务和要求：
全地形车是一种全新概念的车型。由于全地形车行驶的道路通常是崎岖不平山路，甚至是泥沼和沙地，因此在行驶过程中经常会出现复杂的极限工况，这就决定了全地形车车架应当有足够的强度和刚度，而且质量越轻越好。
利于有限元法对全地形车车架进行分析一方面是对学生的机械原理、机械设计基础、汽车构造、汽车设计等多门专业和基础课程所学知识的综合应用能力的训练，另一方面也加深了学生对现代数字化设计方法的掌握程度，锻炼了学生对数字化设计工具的应用和操作能力。
2、对设计出的车架进行强度校核。
3、绘制出该车架结构工程图，并进行静态有限元分析。
工作要求：
1、查阅相关文献15篇以上，其中至少有3篇以上相关外文文献，准备资料，进行开题，并将其中一篇不少于2000词的外文资料翻译成汉语；
2、完成毕业设计任务要求；
任务书
3．对毕业设计成果的要求：
毕业设计应提交设计图纸一套和相关的说明书一份。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：目录、任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等；并附有关英文文献翻译一份。
4．毕业设计工作进度计划：
起迄日期
工作内容
2017年

《重庆理工大学学报(自然科学)》2010年总目次

《重庆Ｎｔ－大学学报（自然科学）２１）００年总目次）
第２４卷总第１０～０８２２期
（号中… 号前是期号，／号后是页码）括／’ “”
２１００
车辆工程
轻型商用车驾驶室声场特性分析 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 徐中明，苏昱，吴瑜，（／）等１１前端过渡半径对轻型客车气动特性影响的数值模拟 … … … … … … … … … … … … … … … 王靖宇，庆臣，景晟，（／）李王等１７发动机润滑油理化指标与介电常数关系分析 … ………………………………………… 王海林，尹焕，罗文豪，１１）等（／３结构变量对轿车前保险杠防撞梁的影响 … … … … … … … … … …… …… …… …… …… 邓国红，姚疆，欧健，（／８等１１）混合动力汽车电池管理系统 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 冉振亚，江平，永红，（／）王陈等２１
车载自组织网路由协议连通性能仿真 …………………………………………………… 郑新旺，杨光松，黄联芬，２６等（／）全地形车车架的静态性能分析与结构改进 …………………………………………………… 明显诚，朱才朝，冉险生（／１２１）基于实际应力谱的摩托车车架寿命估计 ………………………………………………… 张俊杰，石晓辉，邹喜红，２１）等（／６

全地形越野车辆的悬挂系统设计

全地形越野车辆的悬挂系统设计悬挂系统是全地形越野车辆中至关重要的组成部分。

它直接关系到车辆在不同路况下的操控性、舒适性和通过性。

本文将就全地形越野车辆的悬挂系统设计进行探讨。

一、悬挂系统的功能和要求全地形越野车辆悬挂系统的主要功能是吸收和减震，保证车体与地面之间的接触一直保持在最佳状态，从而提高车辆的通过性和操控性。

此外，悬挂系统还需要具备足够的强度和刚度，以应对复杂的路况和高强度的振动冲击。

二、悬挂系统的设计原则1. 适应性：悬挂系统需要根据不同路况和驾驶环境的变化，能够自动调整和适应，使得车辆在各种路况下都能保持良好的操控性和舒适性。

2. 减震性：悬挂系统的减震功能是非常重要的。

它可以将车辆行驶中的震动和冲击减少到最低，提供相对平稳的行驶感受，减少疲劳和不适。

3. 稳定性：悬挂系统需要保证车辆在高速行驶和急刹车等特殊情况下的稳定性，提高车辆的安全性。

4. 载重能力：全地形越野车辆通常需要携带较大的载荷，因此对悬挂系统的载重能力有一定的要求，要能够承受较大的重量而不失去其功能和性能。

三、悬挂系统的类型全地形越野车辆常见的悬挂系统类型包括独立悬挂系统和非独立悬挂系统。

1. 独立悬挂系统：独立悬挂系统指车辆前后两个轮子的悬挂系统相互独立，它能够根据路况的不同独立调整，提供更好的悬挂效果和操控性。

常见的独立悬挂系统包括麦弗逊悬挂、双叉臂悬挂和多连杆悬挂等。

2. 非独立悬挂系统：非独立悬挂系统指车辆前后两个轮子的悬挂系统不独立，常见的有梯形连杆悬挂和扭力梁悬挂等。

这种类型的悬挂系统结构简单，成本低廉，但在悬挂效果和舒适性上略逊于独立悬挂系统。

四、悬挂系统的参数设计悬挂系统的参数设计直接关系到其性能和舒适性。

主要参数包括弹簧刚度、减震器阻尼和悬挂高度等。

1. 弹簧刚度：弹簧刚度决定了悬挂系统的硬度和承载能力，需要根据车辆的使用环境和要求进行合理的选择和设计。

2. 减震器阻尼：减震器阻尼对悬挂系统的减震效果和稳定性有着重要影响。

钢管式全地形四轮越野车车架设计与分析中期报告

中期报告
系名
专业
学生姓名
班级
学号
毕业设计题目：
钢管式全地形四轮越野车车架设计与分析
本人在该设计中具体
应完成的工作：
1、熟悉全地形车车架结构，根据给定的参数，对其相应车架进行设计；
2、对设计出的车架进行强度校核。
3、绘制出该车架结构工程图，并进行静态有限元分析。
1.简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展（要详细内容）
在整体进度上：学习相关的的软件的基本应用，利用三维软件可以简单设计一些模型，学习了ANSYS分析软件的静力学结构模块的分析，学会如何对设计模型进行约束，加载受力，以及不同网格的划分，为后续的设计与计算分析提供一定的基础。
中期报告
2.目前存在的问题，下一步的主要研究任务，具体设想与安排（要详细内容）
1，目前存在问题：
4，具体安排及相应的解决方法：
1）综合解读相关文献书籍，学会利用不同原始数据进行相关建模，及车架分布；
2）利用理论计算或查找相关资料及工程设计经验，计算确定钢管壁厚，后期可以利用ANSYS进行分期优化继而确定壁厚的多少；
3）根据常见的设计，确立关键部位，利用设计好的模型结合所学的的相关知识，简化复杂模型，将其装化为简单的数学问题，建立简单的数学模型进而进行相关的理论校核。
1）如何利用原始数据，合理分布车架的布局；
2）钢管的壁厚如何确定；
3）如何具体理论校核车架的关键部位。
2，下一步主要研究任务：
根据目前所作的成果及进展，继续进行相关的设计，包括整体模型构造，计算校核关键部位及有限元分析。
3，具体设想：尽快利用三维软件建立车架的简单三维模型，了解计算校核的方法，根据原始数据合理分布，修改完善并确立具体的车架三维模型，并将其导入有限元分析软件，利用ANSYS的静力学模块对车架进行简单的静力学分析，得出相关的最大变形位置，检验是否合格，并作出相关修改。

全地形车车架静动态特性分析与轻量化设计

全地形车车架静动态特性分析与轻量化设计
陈旭;娄威振;蒋亚东;于海鸽;黄云涛
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2015(029)002
【摘要】利用HyperMesh有限元软件建立某全地形车车架结构有限元模型,并运用RA-DIOSS分析其在多种工况下的应力分布和变形情况,校核了该车架的强度和刚度.通过RA-DIOSS求解器计算其自由模态,与已有的实验模态频率进行对比,验证了有限元模型的正确性.在满足车架强度、刚度和1阶频率的前提下对车架进行结构优化,使该全地形车车架减重5.05kg,达到了轻量化的目的,也验证了尺寸优化在结构优化中的有效性.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】陈旭;娄威振;蒋亚东;于海鸽;黄云涛
【作者单位】汽车零部件制造及检测技术教育部重点实验室,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054;重庆理工大学车辆工程学院,重庆400054【正文语种】中文
【中图分类】U483
【相关文献】
1.某型全地形车车架动态特性分析 [J], 张科
2.全地形车车架结构的静动态分析 [J], 杜子学;李芹英;文孝霞
3.某型全地形车车架动态特性分析 [J], 张科;
4.某型全地形车车架动态特性分析 [J], 张科;
5.全地形车车架静动态特性分析与轻量化设计 [J], 陈旭;娄威振;蒋亚东;于海鸽;黄云涛;
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某履带式收割机底盘车架静态分析与结构改进

某履带式收割机底盘车架静态分析与结构改进郑雷;周海;曾勇;冯勇【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)003【摘要】通过Solidworks软件建立了某底盘车架的三维实体模型,并采用Ansys软件对其进行结构有限元分析,获得了满载弯曲、满载扭曲(满载过障)、紧急刹车和紧急转弯四种工况下的整体钢强度特性.分析结果表明,在上述四种主要工况下车架的最大应力分别可达到282MPa、556MPa、312MPa、357MPa,明显大于材料的许用应力,实际工况下很可能导致车架断裂,引发安全事故.给出了车架设计中所存在的薄弱环节,并提出了较原结构可减重约22kg的结构改进方案.改进后车架结构的最大应力及位移变化量均得到有效改善,最大应力值分别降低21.28％、33.1％、34％、47.9％,改进后结构中最薄弱环节的抗疲劳工作寿命为6.795年.研究结果表明改进后结构的静动态力学性能较原结构有较大提高,可满足正常工况的使用需求.【总页数】5页(P228-232)【作者】郑雷;周海;曾勇;冯勇【作者单位】盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;南京工程学院机械工程学院,江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH122【相关文献】1.基于ANSYS的连续式液压装载机底盘车架结构改进 [J], 刘增辉;杜长龙2.ADAMS宏命令在小型甘蔗收割机履带式底盘机构虚拟样机建模仿真过程中应用的探讨 [J], 江少杰;陈伟叙;李尚平3.履带式收割机静液压底盘的设计 [J], 何林;陈中武;周汉林4.折弯机静态分析与结构改进设计 [J], 陈敢5.履带式联合收割机横向调平底盘设计 [J], 杨腾祥;金诚谦;蔡泽宇;刘政;陈满因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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３ｃｏｌｆｌｔｍｃａｉｌｎｕｏｏｉｎｉｅｒｇｈｎｑｇＪｏｏｇＵｉｒｔ，ｈｎｑｎ００４，ｈｎ）．ＳｈｏｏＥｅｒｅｈｎｃｄＡｔｔｅＥｇｅｉ，ＣｏｇｉｉｔｎｎｖｓｙＣｏｇｉ４０７Ｃｉｃｏａａｍｖｎｎｎａｅｉｇａ
４０３；０００
３重庆交通大学机电与汽车工程学院，庆．重
摘
要：对全地形车车架在复杂路况下的断裂、纹等现象进行研究，Ｕｉａｈｃ软件中裂在ｎｇｐｉｒｓ
建立车架的数据模型，用通用数据格式ｐｒｓｌａａｏｄ将模型导入到ＡＳＳ环境中，立车架的有限ｉＮＹ建元模型。用有限元理论分析静５况下全地形车架的强度特性，讨了承载式车架不同部位的受－．探
中图分类号：４９Ｕ６
ＡｎａｙｉｎＳｔｔｃＰｅｆｒａｅ０ＴＶａｅａｔｒｔｅＩｐｏｅｅｌｓｓｏａｉｒｏｍｎｃｆＡＦｒｍｎｄＩｓＳｔｕｃｕｒｍｒｖｍｎｔ
ＭＩＮＧａｃｅｇＺＨＵｉｃａ，Ｘｉｎ— ｈｎ，Ｃａ — ｈｏＲＡＮＸｉｎｓｅｇａ —ｈｎ
ｒｔｎｌｙａｄｒｌａｉｔｆｔｅｉｎｍｅｈｄａｉａｉｎｅｉｂｌｙｏｈｅｄｓｇｔｏ．ｏｔｉ
第２４卷
Ｖｏ．４１２
第２期
Ｎｏ２．
重庆理工大学学报（自然科学）
ＪｕｎｌｆｈｎｑｎｎｖｒｉｆｅｈｏｏｙＮｔｒｃｅｃ）ｏｒａｏｏｇｉＵｉｓｙｏＴｃｎｌｇ（ａａＳｉｎｅＣｇｅｔｕｌ
２．ＳａｅＫｅａｏａｏｙｏｃａｉａｒｎｍｉｓｏｔｔｙＬｂｒｔｒｆＭｅｈｎｃｌａｓｓｉｎ，ＣｏｇｉｇＵｎｖｒｉ，Ｃｈｎｑｎ０００，ＣｉａＴｈｎｑｎｉｅｓｙｔｏｇｉｇ４０３ｈｎ；
（．ＥｇｅｒｇＴａｉｇＣｎｒＣｏｇｉｇＵｉｒｔｏｅｈｏｇ，ｈｎｑｎ００４Ｃｉａ１ｎｉｅｉｒｉｎｅｔ，ｈｎｑｎｎｖｓｙｆｃｎｌｙＣｏｇｉ４０５，ｈｎ；ｎｎｎｅｅｉＴｏｇ
２０年２月０１
Ｆｅ．２０ｂ０１
全地形车车架的静态性能分析与结构改进
明显诚朱才朝冉险生，，
（．１重庆理工大学工程训练中心，重庆４０５；．００４２重庆大学机械传动国家重点实验室， ห้องสมุดไป่ตู้ 重
４０７）００４
力特性，并就车架薄弱位置提出结构改进方法，对全地形车进行改进前后的强度试验，证该改验
进方法的合理性和可靠性。
关
键
词：地形车；架；全车结构设计；限元分析有
文献标识码：Ａ文章编号：６４—８２（００００１０１７４５２１）２— ０１— ５
Ａｂｓｒｃ：ＴｈｓｐｐｒｒｓａｃｅｅｔｒａｌｒｔｆＡＴＶａｒｍｏｔａｔｉａｅｅｅｒｈｓｐｒｍａｕｅｆｉｅｄａａｏｕｒｆｍｅｆｏｃｍｐｌｘｄｉｉｇｔｓｓａｄｅｒｖｎｅｔｎｔｅｕｌａｄｌｏｅｉｌｙｕｉｉｉｇＵｎｇａｉｓｓｆｗａｅｈａｄｌｉｒｎｌｔｄｈｎｂｉａｆｍｅｍｏｅｆａｖｈｃｅｂｔｌｚｎｉｒｐｈｃｏｔｒ．ＴｅｆｍｅｍｏｅｓｔａｓａｅｄｓｌｌｉｔｎｔｌｍｅｄｌｗｉｈＡＮＳｏｔｒｎｏｆｉｅｅｅｎｔｍｏｅｔｉＹＳｓｆｗａｅ，ｔｔｔｃｓｒｎｔｎｌｓｓｏｈａｓｃｒｉｄｏｔｈｅｓａｉｔｅｇｈａａｙｉｎｔｅｆｍｅｉａｒｅｕｌｂｓｄｏｎｔｌｍｅｔｏａｅｎｆｉｅｅｎｔｍｅｈｄ，ａｄｔｅｌａｉｇｃａａｔｒｓｉｓｏｈａａｅｉｖｓｉａｅ．ＴｈｉｉｅｎｈｏｄｎｈｒｃｅｔｃｆｔｅｆｍｅｒｎｅｔｔｄｉｌｇｓｐｐｒｒｎｓｏｗａｄｔｕｃｕｅｍｐｏｅｎｍｅｈｄｂａｅＯ３ａｅｂｇｆｒｒｓｒｔｒｉｒｖｍｅｔｉｔｏｓｓｄ１ｗｅｋｎｓｌｃｔｏｓｆｆａ．Ｔａｅｓｏａｉｎｏｍｅｌｈｅｓｒｎｔｅｔｏｂｔｍｏｉｅａｄｒｇｎｌｒａｗｏｋｒｃｎｃｅｔｅｇｈｔｓｓｎｏｈｄｆｄｎｏｉａｆｍｅｒａｅｏｄｕｔｄ，ａｄｈｒｓｌｓｅｆｔｉｉｎｔｅｅｕｔｖｒｙｈｅｉ