《HQJ-500型節(jié)油車(chē)車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《HQJ-500型節(jié)油車(chē)車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車(chē)與交通工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)、班級(jí)指導(dǎo)教師姓名職稱(chēng)教授從事專(zhuān)業(yè)車(chē)輛工程題目名稱(chēng)HQJ-500型節(jié)油車(chē)車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義1、節(jié)油車(chē)車(chē)架的研究現(xiàn)狀1.1節(jié)油車(chē)簡(jiǎn)介節(jié)能、環(huán)保、低碳已逐漸成為當(dāng)今在能源領(lǐng)域的主題。汽車(chē)領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)對(duì)節(jié)約能源也至關(guān)重要。以節(jié)能為主題的節(jié)油車(chē)競(jìng)賽在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的也越來(lái)越多。本田（Honda）科研工業(yè)（中國(guó)）投資有限公司曾主辦過(guò)以“挑戰(zhàn)一升、環(huán)保一生”為口號(hào)的Honda中國(guó)節(jié)能競(jìng)技大賽。節(jié)能競(jìng)技大賽積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以所具備的專(zhuān)業(yè)知識(shí)及理論，將符合“節(jié)能減排”要求的創(chuàng)意融進(jìn)節(jié)能競(jìng)技大賽，通
2、過(guò)調(diào)研、方案對(duì)比、優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出合理、有效的“節(jié)能”參賽車(chē)的設(shè)計(jì)方案，為制作新型“節(jié)能車(chē)”提供依據(jù)。去年我校（黑龍江工程學(xué)院）的汽車(chē)與交通工程學(xué)院的師生們攜自主研制的節(jié)能車(chē)到上海參加了比賽，并在比賽中獲得佳績(jī)，其他高校也展示了各自的成果。由日本本田公司舉辦的節(jié)能競(jìng)技大賽從1981年開(kāi)始，至今已成功舉辦了27屆，曾有人以參加本田節(jié)能大賽的參賽車(chē)(簡(jiǎn)稱(chēng)節(jié)能車(chē))為基礎(chǔ)，在比賽規(guī)則范圍內(nèi)，對(duì)影響車(chē)輛燃油消耗的相關(guān)因素進(jìn)行了研究，并通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)、道路試驗(yàn)及軟件模擬，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件及車(chē)輛結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)比改進(jìn)前后的燃油消耗量，得出降低燃油消耗的一些可行性方案。以此為基礎(chǔ)，把試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用到節(jié)能車(chē)的研發(fā)
3、中，比賽結(jié)果證明取得了顯著效果。改進(jìn)方案中包括了壓縮比的改進(jìn)，供給系統(tǒng)的改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)散熱片的改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件的改進(jìn)等。除了發(fā)動(dòng)機(jī)部件改進(jìn)對(duì)整車(chē)油耗有重要影響外，節(jié)能車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裝配質(zhì)量對(duì)油耗也有一定影響。如車(chē)架及車(chē)身外型設(shè)計(jì)是否滿足強(qiáng)度和空氣動(dòng)力學(xué)要求，轉(zhuǎn)向及制動(dòng)是否操控靈活，輪胎的選型及傳動(dòng)比選擇是否合理，發(fā)動(dòng)機(jī)裝配位置及安裝姿態(tài)是否恰當(dāng)?shù)取＝Y(jié)合以上因素，先用軟件對(duì)節(jié)能車(chē)進(jìn)行建模，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，按照此方案制造出節(jié)能車(chē)實(shí)車(chē)，通過(guò)大量道路試驗(yàn)，再對(duì)車(chē)輛整體結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)進(jìn)行對(duì)比改進(jìn)，再與改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配，達(dá)到了降低油耗的目的。目前的很多節(jié)能賽車(chē)根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的要求
4、，對(duì)車(chē)手的體型和坐姿定下整車(chē)的初步控制尺寸進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)量，并在CATIA中建模，確立車(chē)架的寬度長(zhǎng)度、車(chē)身高度等。車(chē)身設(shè)計(jì)成流線型，車(chē)身高度盡量低矮，一般可以取發(fā)動(dòng)機(jī)豎直放置時(shí)的最高點(diǎn)，這個(gè)高度車(chē)當(dāng)手躺下時(shí)的視野一般是可以保證的。底盤(pán)高度要保證有盡量大的離地間隙，同時(shí)又不能使得重心太高，以免高速轉(zhuǎn)彎時(shí)翻車(chē)。輪距軸距不必考慮太多。輪距軸距的計(jì)算、前后載荷分配等是為了保證有足夠的地面附著力。1.2 車(chē)架設(shè)計(jì)要考慮的因素、優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和幾種優(yōu)化分析車(chē)架的很多尺寸都來(lái)源于其他部分的設(shè)計(jì)。車(chē)架的作用主要是連接其他組件，并保證安裝的穩(wěn)定性。所以設(shè)計(jì)車(chē)架要了解轉(zhuǎn)向、車(chē)身和后軸，思考怎么將他們可靠地定位。
5、設(shè)計(jì)節(jié)油車(chē)車(chē)架要先了解鋼材和焊接，怎么對(duì)各種鋼材加工，并把車(chē)架搭出來(lái)。有些節(jié)能車(chē)采用第23號(hào)鋼（含碳量0.23%）料焊接而成，分別采用了車(chē)架20201，20202焊接矩形鋼管、20202角鋼。車(chē)架采用邊梁形式，中間主要承載部份以金型材搭建，前橋以及后橋等受力較大部分由焊接矩形鋼管以及20202角鋼搭建，前懸以及發(fā)動(dòng)機(jī)支架等非大承載部位由20202角鋼搭建。在整車(chē)質(zhì)量中，車(chē)架是輕量化設(shè)計(jì)的主要對(duì)象之一，故車(chē)架的輕量化程度對(duì)于節(jié)能車(chē)的節(jié)能成效來(lái)講固然有重要意義。而車(chē)架的輕量化程度還不得不考慮其剛度，強(qiáng)度等性能指標(biāo)。因此，需在保證足夠剛度和強(qiáng)度的前提下，采用較優(yōu)的結(jié)構(gòu)、材料使車(chē)架質(zhì)量達(dá)到最輕。完成車(chē)
6、架優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是建立合理的力學(xué)模型、優(yōu)化參數(shù)模型、有限元模型、優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并且熟悉SNSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)。1.2.1 車(chē)架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析車(chē)架是汽車(chē)主要的承載部件,汽車(chē)大部分部件如:動(dòng)力總成、駕駛室、貨廂和車(chē)橋等都與車(chē)架直接相連。因此車(chē)架就必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度以保證有承受沖擊載荷和承受各種工況的能力。目前節(jié)油賽車(chē)的車(chē)架結(jié)構(gòu)主要有兩種類(lèi)型：上浮式和下沉式。最后取兩種性能均較好的一種作為車(chē)架結(jié)構(gòu)。對(duì)于上浮式和下沉式兩種車(chē)架，主要由于橫梁的數(shù)量和布置不同，帶來(lái)了剛度和強(qiáng)度上的差異。（1）建立有限元模型在ANSYS8.0中建立車(chē)架模型時(shí),略去對(duì)整體強(qiáng)度影響較小的孔及其他工藝特征，上浮式車(chē)架由左右分
7、開(kāi)的兩根縱梁和若干根橫梁組成，縱梁和橫梁是由薄壁型鋼沖壓而成，再通過(guò)焊接和鉚接形成整體。有限元單元選用2節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧狟eam188，該單元可以有效地模擬細(xì)長(zhǎng)或中等厚度的梁及其線性彎曲變形和應(yīng)力水平分析，且計(jì)算速度快，單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有6個(gè)自由度，即x、y、z 向平動(dòng)自由度和繞x、y、z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。梁與梁之間進(jìn)行節(jié)點(diǎn)耦合，車(chē)輪和車(chē)架是剛性連接，無(wú)需用彈簧單元來(lái)模擬懸架。對(duì)于車(chē)架材料的選擇，通常是采用16Mn 鋼。但是基于本項(xiàng)目是要達(dá)到節(jié)能的效果，在同樣強(qiáng)度下無(wú)需大的壁厚，因此選用的是Q360 高強(qiáng)度鋼材。（2）載荷及約束的處理汽車(chē)在行駛過(guò)程中要承受各種載荷的作用，在建立車(chē)架的有限元模型時(shí)就必須
8、對(duì)載荷進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以便施加在相?yīng)的節(jié)點(diǎn)或單元上。由于是行駛于良好路面，無(wú)需急轉(zhuǎn)彎掉頭和急剎車(chē)。也不可能經(jīng)受外界的猛烈撞擊，故可將車(chē)架主要承受的載荷簡(jiǎn)化為只受駕駛員和發(fā)動(dòng)機(jī)的重力,將它們作為集中載荷加載到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上，其他質(zhì)量較小的部件可以忽略。由于賽道是環(huán)形瀝青路面，路況比較良好，沒(méi)有諸如臺(tái)階或凹坑之類(lèi)的路況?？梢詫⑵浼s束情況按彎曲工況和彎扭工況分別處理。（3） 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算在此計(jì)算過(guò)程中，將兩種結(jié)構(gòu)的車(chē)架材料均取外廓尺寸為40 mm*20 mm，壁厚1 mm 的矩形截面鋼，在彎扭工況下進(jìn)行有限元分析。聽(tīng)過(guò)分析可以看出，用同樣材料、截面尺寸的上浮式和下沉式車(chē)架，下沉式車(chē)架結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度比
9、較好。且結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，質(zhì)量更輕。1.2.2車(chē)架的輕量化分析輕量化設(shè)計(jì)可從材料上入手,如采用碳纖維或鋁合金等輕質(zhì)材料來(lái)替代傳統(tǒng)的鋼,但成本偏高,且制作上存在難度(鋁合金不易焊接),所以從車(chē)架梁的截面形狀和面積來(lái)入手顯得更為實(shí)際.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所逐漸興起的有限元法可有效地計(jì)算車(chē)架在各種工況下的響應(yīng)，為設(shè)計(jì)提供有力的理論依據(jù)。（1） 有限元模型及載荷處理這部分的有限元模型建立方法和載荷處理方法與結(jié)構(gòu)優(yōu)化中完全相同。（2） 截面分析計(jì)算車(chē)架各梁之間的幾何位置關(guān)系由上述結(jié)構(gòu)選型時(shí)確定.但在進(jìn)行有限元分析時(shí),車(chē)架結(jié)構(gòu)的薄壁梁截面特性(包括截面形狀、截面尺寸大小)是可以很方便地進(jìn)行調(diào)換的，當(dāng)車(chē)架所用梁的
10、截面類(lèi)型不同時(shí)，計(jì)算得出的車(chē)架強(qiáng)度和剛度也不同，通過(guò)比較，就可以選出在剛度與強(qiáng)度水平相一致的情況下，質(zhì)量最輕的梁淵即截面面積最小。1.2.3 車(chē)架的模態(tài)分析固有頻率和振動(dòng)向量是進(jìn)行車(chē)架動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必不可少的參數(shù)。因此有必要對(duì)車(chē)架進(jìn)行固有特性的模態(tài)分析，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)較低階固有頻率及相應(yīng)振型對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響最大，故在研究結(jié)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)，往往只需要了解前幾階的固有頻率和振動(dòng)特性，需要考慮的是低階頻率應(yīng)避開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)的的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，以免發(fā)生共振。2、車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的對(duì)節(jié)油車(chē)的車(chē)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的從狹義上講：當(dāng)代大學(xué)生可以理論聯(lián)系實(shí)際，將所學(xué)用于所用，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，深化專(zhuān)業(yè)技能，了解汽車(chē)某領(lǐng)域的發(fā)展步伐，
11、使得工科類(lèi)的大學(xué)生有一種責(zé)任感和使命感，為將來(lái)的節(jié)油車(chē)產(chǎn)品創(chuàng)造出大批設(shè)計(jì)人才；同時(shí)對(duì)節(jié)油車(chē)的車(chē)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)更會(huì)是對(duì)我個(gè)人的一次歷練，對(duì)個(gè)人的發(fā)展同時(shí)也起到一定的奠定作用。通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)油車(chē)不僅可以把課堂所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際操作掛鉤，還可以更多地體會(huì)設(shè)計(jì)創(chuàng)作帶來(lái)的樂(lè)趣，充分發(fā)揮個(gè)人創(chuàng)作才能。對(duì)節(jié)油車(chē)的車(chē)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的從廣義上講：目前國(guó)際國(guó)家能源緊縮，節(jié)油車(chē)的問(wèn)世具有一定的可行性和現(xiàn)實(shí)意義。目前這種國(guó)際國(guó)內(nèi)的以這種競(jìng)賽為導(dǎo)向的節(jié)油車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)必然會(huì)對(duì)將來(lái)經(jīng)濟(jì)型汽車(chē)的問(wèn)世起到一定的奠定作用。而通過(guò)車(chē)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)車(chē)架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)又能有效的減少車(chē)重，從而降低油耗。3、車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義經(jīng)濟(jì)意義
12、體現(xiàn)在：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)全球化的不斷加快，我國(guó)對(duì)國(guó)際能源及原材料市場(chǎng)的依賴(lài)程度不斷加大，從目前來(lái)看，國(guó)際油價(jià)和工業(yè)原材料的價(jià)格也是在不斷攀升，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在能源領(lǐng)域比較棘手。我國(guó)的汽車(chē)保有量逐年增加，需要更多的燃油，所以節(jié)能減排是中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)需要考慮的關(guān)鍵，也值得國(guó)家重視。車(chē)架的輕量化能夠減少整車(chē)質(zhì)量，從而能使汽車(chē)達(dá)到節(jié)能減排的目的，節(jié)油了能源和資本，從而具有一定的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。社會(huì)意義體現(xiàn)在：自從工業(yè)革命以來(lái)，世界工業(yè)發(fā)展飛速，能源開(kāi)采量逐年增高，汽車(chē)工業(yè)發(fā)展尤為迅速，汽車(chē)保有量也呈遞增趨勢(shì)。有限的能源如何能用的更長(zhǎng)久是值得人類(lèi)和社會(huì)反思的意見(jiàn)事情，節(jié)油車(chē)型的普及功在當(dāng)代，利在千秋。而通過(guò)這種
13、節(jié)油車(chē)競(jìng)賽恰恰就能為節(jié)油車(chē)產(chǎn)品的問(wèn)世提供有效的依據(jù)，使得能源的利用率提高，為人類(lèi)社會(huì)的順延提供了有效保證。車(chē)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)是使得汽車(chē)能夠節(jié)能減排的主要手段之一，因此車(chē)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)的社會(huì)意義重大。二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題1、研究的基本內(nèi)容（1）進(jìn)行設(shè)計(jì)賽車(chē)總體布局設(shè)計(jì)；（2）進(jìn)行車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）進(jìn)行車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析；（4）進(jìn)行車(chē)架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。（5）繪制設(shè)計(jì)總圖和上述部分的結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖。2、擬解決的主要問(wèn)題通過(guò)用最少量的某種材料來(lái)設(shè)計(jì)節(jié)油車(chē)的車(chē)架，使得其在各種工況下的強(qiáng)度、剛度滿足必備的要求。三、技術(shù)路線（研究方法）分析題目，收集資料借鑒以往經(jīng)驗(yàn)，確定設(shè)計(jì)
14、方案HQJ-500節(jié)油車(chē)總體布局設(shè)計(jì)節(jié)油車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用ANSYSY軟件對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化對(duì)車(chē)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析完成裝配圖、零件圖完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)NOYES四、進(jìn)度安排1周：領(lǐng)取題目，資料收集，調(diào)研；2周：繼續(xù)調(diào)研，整理開(kāi)題報(bào)告，制定完成方案和路線；3周：開(kāi)題答辯，設(shè)計(jì)任務(wù)總體方案，草圖設(shè)計(jì)；4周：總體設(shè)計(jì)方案，草圖的審核與修訂和計(jì)算；5-10周：包括底盤(pán)，副車(chē)架，專(zhuān)用裝置的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核；11-12周：總圖設(shè)計(jì)和部件圖的修訂，整理設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；13周：整理、修訂、審核；14周：預(yù)答辯；15周：修訂；16-17周：答辯.五、參考文獻(xiàn)1劉惟信. 汽車(chē)設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2001. 2卞學(xué)良
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18、素梅，輕型車(chē)有限元分析及應(yīng)朋J，機(jī)械強(qiáng)度，1996，(6).25管迪華模態(tài)分析技術(shù)，第1版北京：清華大學(xué)出版社，2000.26郭一，顧卿，sH6606車(chē)架有限元模態(tài)分析，上海汽車(chē)，1997 .3.27辛中東，畢坤，王常清，農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)車(chē)架的模態(tài)仿真分析，拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)，1999，(1)， 1720.28郭立新，車(chē)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，1990年優(yōu)秀論文選.29張寶生，李杰，林明芳，汽車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法，第1版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.30李杰，趙旗，洪哲浩，車(chē)架縱梁、橫梁截面幾何特性的計(jì)算，專(zhuān)用汽車(chē)，19962.31Frank Bokulich Sjmulation redefining
19、 the development processaei april 200l.32Srivinas kodiyalam，Jaroslaw sobieszczanski_sobieskit MultidiscipIinary design optimizationsome formal mathods，framework requirements，and application to vehicle designInt,JVehicle design，vol25，Nosl/2，Specil Issue，2001.33Chin-Jung Chen and Mohammad USmanDesign optimization for automotiveapplicationInt.J.Vehicle，Design V0l25，Nosl(Special Issue)，2001. 六、備注
HQJ-500型節(jié)油車(chē)車(chē)架優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
