汽车车架的优化设计方法_李峻汽车车架的优化设计方法李峻,于学兵,张昆(大连理工大学内燃机研究所,辽宁大连116023)摘要:有限元分析已经成为汽车结构设计中的一项重要技术,现利用有限元的方法对边梁式客车的车架进行结构优化分析,用有限元法进行静态分析的同时,进行模态分析。考虑汽车运行的主要工况所受到的不同冲击载荷。通过综合各种车况的优化数据最后进行优化分析。确定最终的优化方案。关键词:有限元分析;优化;车架中图分类号:U463.32文献标识码:A文章编号:1671-5276(2005)02-0039-03TheOptimizationDesignMethodforBusFrameLIJun,YUXue-bing,ZHANGKun(DalianUniversityofTechnology,LNDalian116023,China)Abstract:TheanalysisoftheframeofthebusbyFEMiswidelyused.BasedontheFEM,thispaperofferedamethodofoptimizationdesignforthesiderailtypebusframe.Thepurposeoftheoptimizationdesignistoenhancethestiffnessandtheintensity,andtoreducethemassoftheframe.Alsothispaperdiscussedthedif-ferentkindsofloadthattheframebears.Keywords:FEA;optimize;busframe0前言优化设计作为一门新兴技术在现代汽车设计中得到了广泛的应用。最优化是现代工程产品设计的目标。根据性能需要合理的选择方案,以获得最佳效果。通常情况下汽车设计时为了保证汽车的安全性,车架的设计刚度强度都远远大于安全规定。虽然保证了安全性,却带来了油耗增加,噪音变大,厂家耗材多等一系列问题。本文主要介绍客车车架的优化设计。运用有限元的相关理论和笔者在本文中所提出的优化方法,采用有限元分析软件ANSYS进行优化分析,目的是在保证汽车安全性能的同时进一步减轻车架质重。1客车车架有限元模型的建立根据纵梁的结构特点,车架可以分为周边式、X型式、梯形、脊梁式和综合式几种。其中梯型车架又称为边梁式车架,是比较常用的一种车架。本文介绍的客车模型就是边梁式车架。1.1车架的组成及特点1.1.1车架纵梁形式的确定车架的纵梁结构一方面要保证车架的功能,另一方面还要满足整车总体布局的要求,同时要求形状简单。纵梁的形状有上翼面是平直的和弯曲的两种:上翼面平直式的车厢地板平整纵梁制造方便;翼面弯曲式纵梁部分区段降低,地板相应高度降低,车辆的稳定性增强。纵梁的横截面形状有槽型、工字型、箱型、管型和Z型,要求能使纵梁的各断面的应力接近。可以改变梁的高度,使中部断面高,两端断面低。槽型断面的纵梁有较好的抗弯强度,又便于安装各种汽车部件,因此得到了广泛应用,但是此种断面的抗扭性较差。从降低车架纵梁的抗弯应力方面考虑,增大槽型断面高度最有利,但是汽车的质心高度增加。增加上下翼面的宽度,也可以提高纵梁的抗弯强度。综合考虑上述因素的影响,通常高和宽的比值为2.8～3.5。1.1.2车架横梁形式的确定车架横梁将左右纵梁连接到一起,形成一个框架,使车架有足够的抗扭刚度。汽车的主要总成---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---通过横梁来支撑。重型汽车的横梁一般有4～6根,结构和用途不一样,前横梁用来支撑水箱,中横梁用来作传动轴的中间支撑。为了保证传动轴有足够的跳动空间,常将横梁做成拱形。1.1.3纵横梁连接方式及特点MachineBuilding&Automation,Apr2005,34(2):39～41·39·本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---