扭杆梁后桥可靠性设计及轻量化

VIP免费
3.0 高德中 2024-11-19 5 4 3.05MB 62 页 15积分
侵权投诉
摘 要
随着汽车产销的增长,人们对汽车轻量化的要求也越来越迫切。众所周知,
汽车减重后,加速性能会相应提高,汽车的噪音、振动方面也会有不同程度的改
善。更为重要的是汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放也是十分重要的。
分析和试验结果都表明,轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。
梁后桥的轻量化入手,以可靠性为约束,结合低载强化理论对扭杆梁后桥进行结
构优化设计,在满足可靠性的要求下,达到减重的设计目的。
计研了解方法强化
对材料静强度的影响,为扭杆梁后桥的分析和设计提供了理论依据。然后通过建
立后桥的三维模型,根据后桥承载情况,运用有限元软件进行网格划分,并施
约束和载荷,得到有限元模型。接着对后桥在各工况下,进行强度、可靠度、模态
刚度和静扭转刚度的计算。了解了原结构后桥结构的静态特性,为后续的设计
化提供了参考。根据分析发现初始设计中存在应力集中以及扭转刚度偏低等问题
需要对原结构进行相应的改进设计。同时根据可靠度的计算发现原始扭杆梁后
具有足够的可靠性,存在进一步轻量化的潜力。然后,合低载强化理论,对
桥的结构进行优化设计,并对新结构的强度、模态刚度、静扭转刚度以及可靠度进
行校验。通过与原结构后桥的分析对比,表明新设计的后桥完全可以在满足可
性的前提下达到轻量化的目的。
本文所涉及的可靠性约束下的后桥轻量化设计,将可靠性引入轻量化设计中
并且结合低载强化理论,实现可靠性优化设计,为产品轻量化设计提供了一种
思路和新方法,从而有助于提高结构的可靠性设计和分析能力,促进我国可靠
优化设计在汽车结构轻量化设计中的应用。
关键词: 扭杆梁后桥 可靠性 轻量化 有限元分析 动刚度
ABSTRACT
With growing automobile production and sales, people tend to turn to high weight-
lightened cars. It’s known that to any weight-lightened cars,there would be increase in
the acceleration function and an optimization in the vehicle’s driving environment with
less noise and vibration. More over, the lightweight of cars plays a significant role of
saving energy and reducing fuel emissions. Theoretical analysis and experimental
results show that the lightweight of cars is quite an effective way to improve vehicle
fuel efficiency. This essay starts with the lightweight of the rear torsion axle with
reliability constraints, and conducts structural optimization design based on low-load
strengthening theory. The design not only meets the reliability requirements but also
achieves aims of weight-lightening.
In the design process of the study, the reliability calculation method is presented and
the influence of low-loads on static strength of materials is analyzed. All these provide
the theoretical basis for the analysis and design of the rear torsion axle. Then ,the 3D
model of the rear axle is established, and that model is then meshed with FEA software
according to the different loading situation of the rear axle bearing.Then with imposed
constraints and loads a FEA model is acquired.Afterwards, the strength, reliability,
modal and static torsional stiffness of the rear axle are calculated on various occasions
with loads.The new rear axle was optimized and redesigned based on the analysis of the
structure of the original structure’s static properties of the rear axle. Its structural static
proeprty is then analyzed for futhre design and optimization. The structure is redesigned
because some problems such as stress concentration and low torsional stiffness and
other issues,exit.At the same time,it can be revealed that the primitive rear torsion axle
has sufficient reliability according to the reliability calculation, which guarantees further
weight-lightening. Then based on relevant theories the structure of the rear axle is
optimized and redesigned, and the new structural strength and rigidity are verified. By
comparing the structure designs, it can be concluded that the new design can achieve the
lightweight on the premise of meeting the reliability standards.
This paper presents a weight-lightening design method of the rear axel with
reliability constraints and gives great condiseration to the reliability. With relevant low-
loading strenthening theories the whole design is completed which provides a creative
and efficient method for lightweight design of the vehicle products.This method can
help to improve the design and analysis capabilities of the structural reliability, and can
also promote domestic optimizing-design of reliability in automotive structural
lightweight design.
Key Words: Rear torsion axle, Reliability, Lightweight, Finite element
analysis, Dynamic stiffness
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论..........................................................1
§1.1 课题研究背景、意义及来源.......................................1
§1.1.1 课题研究背景及意义..........................................1
§1.1.2 课题来源....................................................5
§1.2内外现状....................................................5
§1.2.1 轻量化技术发展..............................................5
§1.2.2 国内外先进水平..............................................6
§1.3文研究的主要内容............................................7
第二章 可靠性设计原理................................................9
§2.1靠性基本概念................................................9
§2.2度干涉理论.................................................12
§2.3靠度计算方法...............................................14
§2.4强度可靠性设计步骤.........................................14
§2.5章小结.....................................................16
第三章 扭杆梁后桥结构分析基础.......................................18
§3.1 有限元分析基础................................................18
§3.2 薄壁壳单元力学基础............................................22
§3.2.1 平面应力问题...............................................23
§3.2.2 薄板弯曲问题...............................................24
§3.3 强度理论......................................................29
§3.4 模态分析理论基础..............................................31
§3.5 刚度分析理论...................................................33
§3.6 本章小结......................................................35
第四章 扭杆梁后桥强度与模态刚度分析.................................36
§4.1限元模型的建立.............................................36
§4.1.1 几何建模...................................................36
§4.1.2 网格的划分与检验...........................................37
§4.1.3 加载与约束.................................................38
§4.2桥结构强度分析.............................................39
§4.3桥结构模态刚度分析.........................................41
§4.4桥静扭转刚度分析...........................................42
§4.5桥初始可靠度计算...........................................43
§4.6章小结.....................................................44
第五章 扭杆梁后桥结构优化设计.......................................45
§5.1 金属材料低载强化理论.........................................45
§5.1.1 载荷分................................................45
§5.1.2载荷对静强度的强化..................................45
§5.2靠性设计优化...............................................47
§5.3 扭杆梁后桥优化方案确定.......................................48
§5.4章小结.....................................................49
章 扭杆梁后桥结构优化校验.......................................50
§6.1 后桥结构强度校验.............................................50
§6.2 后桥结构模态刚度校验.........................................52
§6.3 后桥静扭转刚度校验...........................................57
§6.4 后桥可靠度校验...............................................57
§6.5 扭杆梁后桥优化结果...........................................58
§6.6 本章小结.....................................................58
章 结论与展...................................................59
§7.1究结论.....................................................59
§7.2 本文...................................................59
§7.3 研究展.....................................................60
参考文............................................................61
参考文
第一章 绪论
§1.1 课题研究背景、意义及来源
§1.1.1 课题研究背景及意义
入二十一中国汽车工入了高速的发展随着技术的
消费者权益保增强,汽车的可靠性得到了人们的广,并
展了入的研究。产品的可靠性和着汽零部件是能够在
贸易竞争单。对于汽车零部件产品的研发
产品的可靠性得到力得到了提高。全面认识和了解汽车零部
可靠性的研究方法、试验和发展趋势,是很多企业迫切要求,也
相关部门所高度关的技术焦点
可靠性研究的重要性可以概为以下几
1产品性能的优化以及结构的复杂化都要求产品具有更高的可靠性。随着
学技术的发展,机械产品的结构越来越复杂,可靠性指标要求同也越来
越高了。
2可靠性为产品竞争焦点在国际市场上机械产品的格与可靠性
水平的高低是接相关的。许多产品在投标签订合同以及鉴定时都用了
可靠性指标
3产品的可靠性与企业生命全是紧密相关的,对于电站
、化工设等重要的型设都应进行可靠性与全性的设计,以控制其最
低的效概
4产品更新速度的加,以及使所的广泛性、严酷性,也要求产品具
有高的可靠性。在工的过程中,机械产品往往个零件的效而造成灾难
性的后果。
5可靠性已成为一个企业,一家科技水平的重要标志[1]
我国的汽车工年里得了速的发展。业规扩大产品技术进
步、产量也直冲世界第一。派繁荣昌盛凯歌声中,催生出了用对汽车不
断攀升的技术新需求。,更操纵稳定性、舒适的行性、更经济的
使本以及更高的可靠前用汽车的新的需求。是我们
到,我国汽车整体较晚,同国外的先进水平相比,设计
较大差距在满足我国用求与响应国外市场面,我国汽
目前很大技术提升空外,日益的全环境污染题与
的现实,都驱使我国汽车工在技术方面突破的发展汽车轻量化
术,保障汽车的全性其他的基本性能前提下,通过减轻汽车的自身重量
实现节能减排。
为了企业产能扩张以及技术水平的速提
且能够在低本的前提下提高经济型轿车产品使用可靠性,企业需要在结构
件的模发、成制造评价技术等方面不的进行改进,掌握底盘结构
件模拓扑构、模态和强度的匹配设计方法,通过提高产品的可靠性水
1
参考文
平来提高产品的市场竞争力。
目是浙江专项的引下,通过两年的合研究
发,成功开某款轿车前/5底盘构件模包括
左右摆臂梁和后桥。使轿底盘结构件的模发水平和配套能力跨上
了新台阶为汽车零部件产续发贡献。也为我国其他民
汽车的发展壮大提供了更高水平的支持,为国企业创
会和经济效
将汽车的性能融汇使实现有,是汽
总体设计根本根据本底盘结构件要求这里
要是车的指标和平指标构件模的分解加以分析。
性是一个广义的概念。到汽车是一可靠性的问题。因此耐久
指标的分解是可靠性分解,或曰可靠性指标的分可靠性分
的目的是:
1) 帮助设计更加清楚的了解各元件、的可靠度与整机
靠度之间的关,分析整机可靠性指标能够得到保证;
2在要求保证整机可靠度的前提下,明对模件、件的可靠
性要求
3使设计全面考虑诸如重量、用和性能等因素,以期获得合理的
设计
4) 暴露整机的薄弱环节,为改进设计提供依据。
由整车分子系统或来的可靠性为本模的性能约束
一。为可靠性分指标,将依据重要度、使环境制造水平和制造成
因素加以制定在设计时,规定的可靠性指标合理
的各单元,将分各单元的可靠性指标理的分件、零部
件,包括件和等,是可靠性分核心
通过可靠性分配还可以确定的产品的可靠性指标理。通过分
果发现各单达到所可靠性指标可靠性指标
过高,需适当提高果可靠性指标必需达到应重
改进整机及各设计,以满足要求。
可靠性分,用各单元件的算模可靠度,并
与要求的可靠度进行比能满足要求,可靠性分结束。,需
要改进设计,对可靠性进计,满足指标要求为因此
产品及模可靠性设计过程,也是可靠性计和可靠性分行的过
程。
进行可靠性分两个重要的依据:一是要求的可靠性标;是各单元
可靠计的结果。于产品的种们应用的环境件也各不相同,
此很建立同的可靠性分,有方面各元
的重要性、可维性、复杂程度以及现有的可靠度水平等,在可靠性分时是一
要考的。一
1对产品中的关键件,分的可靠性指标要高一可靠度高一
低一点;
2对比较复杂的单元件,分的可靠性指标可以低一点;
3对工作环境的单元件,分的可靠性指标也可低一点;
2
摘要:

扭杆梁后桥可靠性设计及轻量化摘要随着汽车产销的增长,人们对汽车轻量化的要求也越来越迫切。众所周知,汽车减重后,加速性能会相应提高,汽车的噪音、振动方面也会有不同程度的改善。更为重要的是汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放也是十分重要的。理论分析和试验结果都表明,轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。本文从扭杆梁后桥的轻量化入手,以可靠性为约束,结合低载强化理论对扭杆梁后桥进行结构优化设计,在满足可靠性的要求下,达到减重的设计目的。在设计研究过程中,首先分析并了解可靠度的计算方法以及低载强化理论对材料静强度的影响,为扭杆梁后桥的分析和设计提供了理论依据。然后通过建立后桥的三维模型,根据后桥承载情...

展开>> 收起<<
扭杆梁后桥可靠性设计及轻量化.doc

共62页,预览7页

还剩页未读, 继续阅读

作者:高德中 分类:高等教育资料 价格:15积分 属性:62 页 大小:3.05MB 格式:DOC 时间:2024-11-19

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务
/ 62
客服
关注