太阳能电动车车架设计及理论分析

【摘要】：车架是太阳能电动车的重要组成部分，根据课题要求，论文首先对选题背景、要求进行了分析，提出了太阳能电动车车架的初步设计方案，包括车架类型的确定、选材、主要结构尺寸定义以及连接方式的选择等。利用UG软件对车架进行三维实体建模并在此基础上利用ANSYS软件对其进行有限元分析。在施加相应载荷、约束后以梁单元对模型进行单元划分，形成了车架有限元计算模型。在此模型的基础上首先进行了静态性能分析，得到了车架在静态工况下的应力分布及变形情况。通过建立太阳能电动车车架的动态有限元模型，分析了车架的模态和响应等动态性能，分别讨论了车架前十阶固有频率和振型。根据理论分析结果可知，原先提出的设计方案中太阳能电动车车架强度、刚度偏大，因此论文以重量为目标函数对太阳能电动车车架进行了优化设计。考虑到太阳能电动车车架的连接形式采用新型的胶焊技术，为了验证其特性，论文又详细分析了胶焊技术和点焊技术相比在应力分布方面的优势，据此形成的车架结构达到了原设计指标的要求。 【关键词】：太阳能电动车 车架 有限元 优化 胶焊
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U469
【目录】：

• 1 绪论6-9
• 1.1 论文选题背景6
• 1.2 论文的研究目的和意义6-7
• 1.3 太阳能电动车车架结构设计内容7
• 1.4 有限元法及其在车架设计中的应用7-8
• 1.5 论文的研究内容8-9
• 2 太阳能电动车车架结构设计9-19
• 2.1 太阳能电动车车架设计的基本要求9
• 2.2 太阳能电动车车架的结构形式及几何尺寸的确定9-16
• 2.2.1 车架的类型9-10
• 2.2.2 车架材料的选择10-11
• 2.2.3 车架几何尺寸的定义11-15
• 2.2.4 关于车架附件15
• 2.2.5 车架纵、横梁之间的连接15-16
• 2.3 车架的几何模型16-19
• 3 太阳能电动车车架静态性能分析19-32
• 3.1 有限元的基本思想及分析步骤19-22
• 3.1.1 有限元方法的基本思想19
• 3.1.2 有限元分析的步骤19-22
• 3.2 ANSYS6.1软件简介22-23
• 3.3 太阳能电动车车架有限元模型的建立23-27
• 3.3.1 车架模型的简化23
• 3.3.2 单元的选择23-25
• 3.3.3 单元的截面、实常数及材料的定义25
• 3.3.4 网格的划分25-26
• 3.3.5 模型载荷的施加26-27
• 3.4 车架的静强度分析27-31
• 3.4.1 车架静强度预算27-28
• 3.4.2 非对称垂直动载工况28-30
• 3.4.3 紧急制动工况30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 4 太阳能电动车车架动态性能分析32-48
• 4.1 概述32
• 4.2 车架模态分析32-41
• 4.2.1 模态分析理论32-33
• 4.2.2 车架模态分析33-41
• 4.3 车架谐响应分析41-46
• 4.3.1 车架处于弯曲工况的响应43-45
• 4.3.2 车架处于扭转工况的响应45-46
• 4.4 本章小结46-48
• 5 太阳能电动车车架的优化设计48-55
• 5.1 优化设计概述48
• 5.2 优化设计原理及过程48-49
• 5.3 车架结构分析模型的建立49-50
• 5.4 车架的优化过程及结果分析50-54
• 5.5 本章小结54-55
• 6 太阳能电动车车架胶焊、点焊连接特性分析55-61
• 6.1 概述55
• 6.2 关于胶焊工艺55
• 6.3 胶焊、点焊结构有限元模型的建立55-57
• 6.4 胶焊与点焊结构应力分布的比较57-60
• 6.4.1 胶焊和点焊接头X方向上的应力分布57-59
• 6.4.2 胶焊和点焊接头边缘应力分布59-60
• 6.5 本章小结60-61
• 7 论文总结61-63
• 7.1 论文主要工作61-62
• 7.2 论文不足之处62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

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