轿车前副车架设计及优化.docx

本科毕业设计（论文）轿车前副车架设计全日制本科生毕业设计（论文）承诺书本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） 是在导师的指导下，严格按照学校和学院的有关规定由本人独立完成文中所引用的观点和参考资料均已标注并加以注释论文研究过程中不存在抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为如若出现任何侵犯他人知识产权等问题，本人愿意承担相关法律责任承诺人（签名）：日 期：轿车前副车架设计摘要汽车轻量化设计是现代汽车产业发展的必然趋势，本课题围绕 Roewe 轿车前副车架采用镁合金的轻量化设计，实现平衡轿车驾驶的操控性和舒适性的目标通过对轿车前副车架功能的分析，确立前副车架的设计方案，建立三维模型和有限元分析模型，并对前副车架采用镁合金材料强度分析，并对于结构薄弱的位置提出优化思路研究过程中，首先了解了汽车轻量化设计的目的和方法，并学习前副车架的相关知识，明确其在汽车中的作用，前副车架的发展历史，功能设计要求，结构特点，型式，与车身连接方式，材料等，本课题的前副车架采用镁合金，文中也分析了镁合金的特性优点以及在汽车制造上的应用然后建立了前副车架的三维模型。

接着对前副车架进行结构强度的理论分析，包括所受到的载荷类型和强度理论，确定载荷工况，为之后的有限元分析奠定基础在学习有限元分析理论和了解有限元分析法在汽车行业中的应用之后，利用有限元分析软件 hypermesh 对前副车架的三维模型进行简化处理，网格划分，施加刚性连接和载荷工况，完成前副车架有限元分析模型的建立在对前副车架进行强度分析后得出应力云图，并对其结构薄弱的位置提出优化思路本课题的研究工作，无论在设计上还是分析上，都对汽车行业零部件现代化开发提供了参考关键词: 前副车架 汽车轻量化 镁合金 有限元方法DESIGN OF FRONT SUB-FRAME OF ROEWE CARABSTRACTAutomotive lightweight design is an inexorable trend of the development of modern auto industry. In this paper, magnesium alloy is used to design the front sub-frame of Roewe car by lightweight technology to achieve the balance of control and comfort during the car driving. By analysing the function of front sub-frame, the design scheme is established, as well as the 3D model and the finite element model. Strength analysis is carried out to the front sub-frame of magnesium alloy and optimized idea is suggested to the weak link of the structure.In the process of research, first, the intention and method of automotive lightweight design are comprehended. The related knowledge of the front sub-frame has been learned, and also the function, the development ,the design requirement, the shape ,the type ,the connection with the car body and the material have been confirmed. In this paper, the character and the application in the automotive manufacture of magnesium alloy is also analyzed. After that, a 3D model of front sub-frame is built.Strength theoretic analysis is carried out to the front sub-frame, including load type and strength theory. Load cases are confirmed and ADAMS dynamics model is introduced in order to set the base of finite element analysis.After learning finite element analysis theory and knowing the application in the automotive manufacture, hypermesh software is used to simply dispose the 3D model, and also mesh shell, add rigid joint, load cases so that a finite element analysis model can be established. Then the hypermesh optistruct function is used to get the stress nephogram, and the optimized idea is brought forward to the position of weak structure.The results showed that the dynamic characteristics of designed front sub-frame of magnesium alloy meet the front sub-frame use requirements.Key Word: Front sub-frame，，Automotive lightweight design，，Magnesium alloy，， Finite element method目录中文摘要ABSTRACT第一章 绪论---------------------------------------------------- 11.1 课题研究意义--------------------------------------- 11.2 课题研究背景--------------------------------------- 11.3 本课题研究的主要内容------------------------------- 2第二章 前副车架总体方案设计----------------------------------- 32.1 前副车架简介--------------------------------------- 32.1.1 副车架的作用--------------------------------- 32.1.2 汽车前副车架的发展历史----------------------- 32.2 前副车架设计方案----------------------------------- 32.2.1 副车架功能设计要求--------------------------- 42.2.2 前副车架形状--------------------------------- 42.2.3 前副车架型式的选取--------------------------- 42.2.4 前副车架工艺分析----------------------------- 52.2.5 前副车架与车身的连接方式--------------------- 52.2.6 前副车架材料的选取--------------------------- 62.2.7 前副车架主要部件----------------------------- 72.2.8 前副车架几何建模----------------------------- 72.2.9 前副车架结构特点----------------------------- 8第三章 结构强度分析理论--------------------------------------- 93.1 强度理论------------------------------------------- 93.2 前副车架所受载荷概述------------------------------- 113.3 前副车架计算工况选择------------------------------- 11第四章 前副车架有限元分析------------------------------------- 134.1 有限元分析理论及应用------------------------------- 134.1.1 有限元分析理论------------------------------- 134.1.2 有限元分析法在汽车行业中的应用--------------- 134.2 有限元分析模型建立--------------------------------- 144.2.1 Hypermesh 软件介绍--------------------------- 144.2.2 前副车架有限元建模过程----------------------- 154.2.3 单元的选用和网格划分------------------------- 164.2.4 前副车架有限元模型--------------------------- 164.2.5 设置材料特性和单元属性----------------------- 164.2.6 施加刚性连接和载荷工况----------------------- 174.3 前副车架有限元计算--------------------------------- 184.4 前副车架优化设计思路------------------------------- 20第五章 总结与展望--------------------------------------------- 21参考文献------------------------------------------------------- 22致谢----------------------------------------------------------- 23上海理工大学本科生毕业设计（论文）1第一章第一章绪论绪论1.1 课题研究意义汽车的底盘性能无外乎舒适性、操控性两大主题，而这两大功能又是一对相互制约的矛盾。

传统悬挂系统通常只能偏向一方调校也就是说注重操控性的悬挂系统势必会损失一些舒适性能，而注重舒适性的悬挂势必也会影响一些操控性能所以在悬挂系统的设计和匹配上设计师们都尽可能的用一些复杂结构来实现舒适性和操控性的平衡因而一些对舒适性和操控性影响较大的装备和设计也应运而生副车架就是一个典型的代表对于承载式车身的轿车，其悬架和非悬挂质量一般先安装在一个支架上，然后将它们做成一个整体总成，通过弹性橡胶垫或螺栓与车身连接起来这个支架就称为轿车的副车架因此，本课题针对这一问题设计的前副车架能在一定程度上帮助实现平衡轿车驾驶的操控性和舒适性1.2 课题研究背景目前，全球汽车产量和保有量不断增加，对日益紧缺的能源和日益。