巴哈BAJA赛车车架的性能分析及结构优化
发布时间：2021-08-18 14:09
巴哈赛车属于全地形汽车,越野性能突出,可行驶在沙漠、戈壁、山地等恶劣地形。巴哈车架作为其主要的承载部件,要在各种路况复杂多变载荷冲击下,车架性能对于赛车行驶时的安全性和可靠性至关重要。所以对巴哈车架性能分析及优化是不可避免的过程,本文是以某公司的初代巴哈车架作为研究对象,研究的主要内容如下:（1）对初代巴哈车架性能分析。利用HyperMesh对车架模型进行几何清理、中面抽取、网格划分和焊接模拟等前处理,建立了质量较高的车架有限元分析模型。采用了垂向跳动、满载扭转、紧急制动、紧急转弯的工况对车架进行性能分析。依据车架在四种工况下的应力和位移分布,找到车架结构的薄弱环节,结合整车布置以及轴荷分配,利用三角结构斜撑布置的方法对车架进行改进设计。校核改进车架的刚度、强度的性能,相比初代车架均显著提升。最后采用模态仿真分析了车架的动态性能,表明改进后的车架满足使用条件。（2）对改进后的车架进行优化。利用灵敏度分析方法从车架结构上筛选出了38组管件,以管件的厚度参数为优化设计变量,应用哈姆斯雷采样方法采取了200组均匀分布的样本,使用RBF径向基函数方法构建了基于车架的近似模型。最后运用全局响应面...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构离散化
第2章建立车架有限元模型-11-表2-1(续表)参数类别规格赛车长×宽×高(mm)5200×2380×1800轴距(mm)3048前轮距(mm)1656后轮距(mm)1656满载轴荷分配比例50/50图2-2原始车架三维图2.3.1几何清理首先利用CATIA对车架管件进行检查，对有穿透状态的管件进行修剪。然后在软件HyperMesh中选择Optistruct求解器，通过importgeometry，将车架CAD模型导入。模型简化后，通过软件中Geom页面的MidSurface面板如图2-3所示，抽取管件中面，使用Quickedit检查各个管件的中面上共享边、自由边。针对拓扑显示出来的结果，对中面进行几何清理时可以利用Toggleedge功能如图2-4所示，它可以修复自由边，避免管件中面划分网格时因自由边使的存在，导致网格之间不能共节点的情况。然后检查所抽取的中面是否有重复面与缺失面。
燕山大学工学硕士学位论文-12-图2-3MidSurface面板图图2-4Toggleedge功能图本课题使用网格共节点的方式把管件连接起来，该方式是把连接处管件用Surfaces面板中的DragalongVector命令把管件中面延长，再用SurfaceEdit面板中的Trim命令进行互相剪裁，管件之间出现黄色公共边交线，具体处理如图2-5所示。a)管件之间未连接时b)管件中面延伸互裁图2-5管件连接处理用单元统计count面板对模型单元类型的的统计。得出结果为单元总数为605668个，其中三角形形单元数目为19457个。三角形单元占单元总数的约为3.21%，未超过5%，处于合理范围内。2.3.2网格划分2.3.2.1选定单元类型在车架管件中面进行几何清理完成后，继而对管件中面划分网格，考虑到车架基本都是管件，而且管件的厚度远小于其管件的轴向长度和径向宽度，采用的网格类型以壳单元最佳，因为在HyperMesh中的壳单元的厚度可以用数值表示，还可以在复
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向基函数近似模型的板料自由折弯成形回弹预测[J]. 韩江,窦龙龙,夏链,张魁榜. 锻压技术. 2019(06)
[2]基于近似模型的微型客车碰撞指标预测精度研究[J]. 高大威,张楠,陈海峰. 公路交通科技. 2018(11)
[3]强度、刚度与模态约束下的FSC赛车车架轻量化[J]. 马芳武,陈实现,赵花垒,左文杰,路洪洲,吴量. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]基于粒子群算法的轿车车身多学科优化设计[J]. 刘钊,李晗,朱平. 汽车工程. 2018(03)
[5]汽车正面耐碰撞性有限元仿真分析[J]. 郑何妍,卢耀辉,张德文,赵智堂,刘俊杰. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(02)
[6]某载货汽车车架有限元分析及尺寸优化[J]. 于志新,曹全德,杨士通. 机械工程师. 2018(01)
[7]FSAE方程式赛车车架的设计与轻量化[J]. 袁守利,林家辉. 郑州大学学报(工学版). 2018(04)
[8]空间机械臂建模及分析方法综述[J]. 郑棋棋,汤奇荣,张凌楷,黎杰,谢宗武,刘宏. 载人航天. 2017(01)
[9]某型全地形车车架动态特性分析[J]. 张科. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(11)
[10]RBF近似模型在汽车碰撞变复杂度建模中的应用[J]. 谢晖,陈龙,李凡. 机械科学与技术. 2016(10)
博士论文
[1]汽车被动安全性的模块化建模方法与多目标优化研究[D]. 孙喜龙.吉林大学 2013
硕士论文
[1]某高机动越野车车架结构设计与分析[D]. 王勖.湖北工业大学 2018
[2]基于HYPERMESH和OPTISTRUCT的某卡车车架轻量化研究[D]. 张志鹏.长安大学 2017
[3]FSC大学生方程式赛车车架设计优化[D]. 潘智东.河北工程大学 2016
[4]基于事故分析的客车侧翻碰撞仿真及乘员损伤研究[D]. 刘孙炼.湖南大学 2016
[5]某皮卡车身结构NVH性能仿真分析与控制[D]. 周岐坤.江苏大学 2016
[6]FSC赛车车架的结构分析与优化设计[D]. 阎力.太原科技大学 2016
[7]基于有限元的FSC赛车车架的结构与安全性分析[D]. 武晓彤.辽宁工业大学 2016
[8]薄壁多细胞管结构的耐撞性研究及其优化设计[D]. 刘胜.湖南大学 2015
[9]全地形车车架动态特性分析与结构优化[D]. 黄云涛.重庆理工大学 2015
[10]基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究[D]. 余刚珍.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3350033
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构离散化
第2章建立车架有限元模型-11-表2-1(续表)参数类别规格赛车长×宽×高(mm)5200×2380×1800轴距(mm)3048前轮距(mm)1656后轮距(mm)1656满载轴荷分配比例50/50图2-2原始车架三维图2.3.1几何清理首先利用CATIA对车架管件进行检查，对有穿透状态的管件进行修剪。然后在软件HyperMesh中选择Optistruct求解器，通过importgeometry，将车架CAD模型导入。模型简化后，通过软件中Geom页面的MidSurface面板如图2-3所示，抽取管件中面，使用Quickedit检查各个管件的中面上共享边、自由边。针对拓扑显示出来的结果，对中面进行几何清理时可以利用Toggleedge功能如图2-4所示，它可以修复自由边，避免管件中面划分网格时因自由边使的存在，导致网格之间不能共节点的情况。然后检查所抽取的中面是否有重复面与缺失面。
燕山大学工学硕士学位论文-12-图2-3MidSurface面板图图2-4Toggleedge功能图本课题使用网格共节点的方式把管件连接起来，该方式是把连接处管件用Surfaces面板中的DragalongVector命令把管件中面延长，再用SurfaceEdit面板中的Trim命令进行互相剪裁，管件之间出现黄色公共边交线，具体处理如图2-5所示。a)管件之间未连接时b)管件中面延伸互裁图2-5管件连接处理用单元统计count面板对模型单元类型的的统计。得出结果为单元总数为605668个，其中三角形形单元数目为19457个。三角形单元占单元总数的约为3.21%，未超过5%，处于合理范围内。2.3.2网格划分2.3.2.1选定单元类型在车架管件中面进行几何清理完成后，继而对管件中面划分网格，考虑到车架基本都是管件，而且管件的厚度远小于其管件的轴向长度和径向宽度，采用的网格类型以壳单元最佳，因为在HyperMesh中的壳单元的厚度可以用数值表示，还可以在复
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于径向基函数近似模型的板料自由折弯成形回弹预测[J]. 韩江,窦龙龙,夏链,张魁榜. 锻压技术. 2019(06)
[2]基于近似模型的微型客车碰撞指标预测精度研究[J]. 高大威,张楠,陈海峰. 公路交通科技. 2018(11)
[3]强度、刚度与模态约束下的FSC赛车车架轻量化[J]. 马芳武,陈实现,赵花垒,左文杰,路洪洲,吴量. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]基于粒子群算法的轿车车身多学科优化设计[J]. 刘钊,李晗,朱平. 汽车工程. 2018(03)
[5]汽车正面耐碰撞性有限元仿真分析[J]. 郑何妍,卢耀辉,张德文,赵智堂,刘俊杰. 重庆理工大学学报(自然科学). 2018(02)
[6]某载货汽车车架有限元分析及尺寸优化[J]. 于志新,曹全德,杨士通. 机械工程师. 2018(01)
[7]FSAE方程式赛车车架的设计与轻量化[J]. 袁守利,林家辉. 郑州大学学报(工学版). 2018(04)
[8]空间机械臂建模及分析方法综述[J]. 郑棋棋,汤奇荣,张凌楷,黎杰,谢宗武,刘宏. 载人航天. 2017(01)
[9]某型全地形车车架动态特性分析[J]. 张科. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(11)
[10]RBF近似模型在汽车碰撞变复杂度建模中的应用[J]. 谢晖,陈龙,李凡. 机械科学与技术. 2016(10)
博士论文
[1]汽车被动安全性的模块化建模方法与多目标优化研究[D]. 孙喜龙.吉林大学 2013
硕士论文
[1]某高机动越野车车架结构设计与分析[D]. 王勖.湖北工业大学 2018
[2]基于HYPERMESH和OPTISTRUCT的某卡车车架轻量化研究[D]. 张志鹏.长安大学 2017
[3]FSC大学生方程式赛车车架设计优化[D]. 潘智东.河北工程大学 2016
[4]基于事故分析的客车侧翻碰撞仿真及乘员损伤研究[D]. 刘孙炼.湖南大学 2016
[5]某皮卡车身结构NVH性能仿真分析与控制[D]. 周岐坤.江苏大学 2016
[6]FSC赛车车架的结构分析与优化设计[D]. 阎力.太原科技大学 2016
[7]基于有限元的FSC赛车车架的结构与安全性分析[D]. 武晓彤.辽宁工业大学 2016
[8]薄壁多细胞管结构的耐撞性研究及其优化设计[D]. 刘胜.湖南大学 2015
[9]全地形车车架动态特性分析与结构优化[D]. 黄云涛.重庆理工大学 2015
[10]基于ANSYS Workbench的车架结构有限元分析及拓扑优化技术研究[D]. 余刚珍.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3350033
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