1. 研究目的与意义
课 题 名 称 汽车车架设计(商用车)一、选题背景与意义(300字左右)其设计据目前国家汽车市场来看,基于于国家政策的扶持及规划和国内市场的旺盛需求,我国汽车工业发展极为迅速,同时汽车也消耗了大量的不可再生能源。
因此,减少能源消耗,降低制造及使用成本成为了各汽车制造厂家的重点研究课题。
汽车发展要求的轻量化、智能化、节能、舒适、安全和环保等离不开汽车新材料的开发,而汽车材料的开发又与汽车工艺技术的发展是密不可分的。
2. 课题关键问题和重难点
二、课题关键问题及难点(300左右字) 车架结构的设计应在保证其性能的前提下,最大限度地满足车身对底盘车架的要求。
车架受力复杂,纵梁和横梁截面形状和连接方式各式各样,要设计出结构合理和可靠实用的商用车车架,除通过理论计算和有限元分析外,还应注意以下几个方面的问题: (1)充分考虑各总成零部件的总体布置要求,最大限度地满足车身对底盘的要求。
(2)为提高车架的抗弯曲刚度,承受更大的载荷,在前、中、后段桁架连接处必须焊接加强板。
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着常规能源不断枯竭,新能源汽车已经成为当前汽车发展的必然趋势,而纯电动汽车具有结构简单、性能可靠、零排放等优点,加之国家大力扶持,其发展趋势在新能源汽车中异常迅猛。车架是客车主要受力基体部分,车架作为整车受力的基础,必须保证具有足够的强度和刚度来适应受力变化。在车架的设计过程中,采取何种手段避免底盘集中布置引起的局部应力集中以及调整总体布置的变化导致的车架应力分布将成为今后客车车架设计的主要课题。
根据城市交通需求,现设计一款全承载10.5米纯电动城市公交桁架。本论文在设计前参考过国内部分新能源汽车的车架设计方案,结合自己的观点优化设计方案。其中整车总体技术方案中的整车主要技术参数、前后悬系统方案、电机总成布置方案、动力电池组布置方案在桁架设计之前形成初稿,作为桁架前期的设计输入。并通过CAE分析不同工况受力,以及国家或国际汽车标准,校核是否符合标准生产。
4. 研究方案
总布置输入参数表如下:
表1 总布置参数表
参数指标 | 单位 | 参数 |
整车长度 | mm | 10490 |
整车宽度 | mm | 2500 |
整车高度 | mm | 3140 |
轴距 | mm | 6000 |
整备质量 | kg | ≤9300 |
最大总质量 | kg | 14800 |
前悬 | mm | 2350 |
后悬 | mm | 2150 |
根据布置情况,各系统分布位置,设计各处结构形式,模块化的设计,最后焊接成整体车架初步确定的整体桁架尺寸为:1033823642500。
车架的受力情况分析
1、静载受力
整车自身质量,乘员以及乘员所携带的货物质量,在静载情况下受垂直的静载荷力,使得公交车桁架产生向下弯曲的压力,有弯曲变形产生。
2、运动受力
①当公交车水平行驶时,由于城市道路比较平坦,一般速度比较均衡,桁架受动载力也相对均衡,前后轮所承受的力比较整体,整车桁架会有向下的弯曲力。
②城市部分路段偶尔出现坑洼不平路段,城市公交车行驶时,左右摇摆不平,同时左右受力不均衡,产生左轮悬空或者右轮悬空现象,此时整车运动对称力保持稳定汽车平衡行驶,不至侧翻。
3、其它受力
①公交车在城市行驶会经常转弯,由于自身质量,产生侧向倾情况。
②当突发事故,撞上或者被撞时候紧急制动产生的力。
③自身车体上的悬架或者转向、车身、内外饰、底盘各件对桁架的反作用力。
④汽车在突然加速或者减速的时候,惯性原因,行驶有顿挫感。
由上,所设计的桁架必须符合这些受力要求,使用的材料也需满足材料性能要求。材料选用Q345钢,分别为40403, 50403, 30302的方管钢材搭建。
整车均布载荷:
式中: 集中载荷;
集中受力;
轴距;
当L=10.5m,F=14800g,求得M=1480010.59.8=1522920N.
计算整车弯曲刚度:
式中: 弯曲刚度;
集中载荷;
后轴Z向变形值;
前轴Z向变形值;
车架Z向最大变形值;
由上计算整车的受力是非常巨大的,车架是整车承载及连接的基体,必须具备足够的强度和刚度,随着技术的进步,现已发展多样化的不同车架结构特点。传统车车架一般都采用梯形车架,脊骨式车架,框架式车架,矩形车架等等。但考虑到能源的利用,响应国家节能减排政策,轻量化的车架设计必不可少。而本人毕设是桁架式车架的设计,其刚度大,重量轻,主要由圆管和方管组成空间架构式的车架。
车架在运动时,受力不是均匀的且受力大,所以对于车架的结构要求非常严格,好的空间结构能够更好的把力分散开最终传递到地面,减小整车的损伤,提高安全性能。本课题设计的桁架式车架是空间比较复杂的一种车架,但对于城市公交而言,是个非常好的选择,也为绿色出行,健康出行打下基础。
5. 工作计划
五、工作计划(不少于300字)毕业设计前一学期末完成英文翻译,收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。
英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。