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車架是整個汽車的基體，汽車絕大多數(shù)部件和總成都是通過車架來固定其位置。車架設(shè)計應(yīng)保證強度、剛度和振動模態(tài)等性能達到要求，同時重量盡可能小。本文首先進行有限元分析得到了車架的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)其一階模態(tài)頻率路面激振頻率很接近容易產(chǎn)生共振。因此在該車架輕量化設(shè)計中還需提高其一階模態(tài)，是一個多目標(biāo)優(yōu)化問題。因此本文以一階模態(tài)頻率和減輕車架重量為目標(biāo)對車架板厚進行優(yōu)化。
1 車架有限元分析
1.1 有限元模型
該車架為邊梁式車架，由工字型鋼板、加強板、橫梁及支架組成。用 Pro/E 建立車架的三維模型，保存成 IGES 格式，再利用HyperWorks 提供的 IGES接口讀入。組成車架的各部分都是薄壁件，因此使用四邊形殼單元劃分網(wǎng)格，并將各部分以剛性單元定義焊接。模型中節(jié)點數(shù) 10088，單元數(shù)9167 及焊點數(shù)為 445。材料屬性依據(jù)企業(yè)提供的參數(shù)設(shè)置，E=210Gpa，ρ=7.89×10-6kg/mm3，μ=0.3。有限元模型見圖 1。
圖 2 純彎曲工況車架應(yīng)力分布云圖
圖 4 彎扭聯(lián)合工況車架應(yīng)力分布云圖
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