一、转向节结构有限元分析（论文文献综述）
宋道坦[1]（2021）在《汽车转向节轻量化研究》文中指出转向节是汽车底盘中的重要零部件,在麦弗逊式悬架中,转向节上端与汽车减震器配合,下端与下摆臂配合;双叉臂式悬架中,转向节上端与上摆臂配合,下端与下摆臂配合。同时转向节还需要与转向拉臂配合,起到转向的功能;与制动钳配合,起到制动的作用;与轴承配合,将轮胎与悬架系统连接起来,使车辆稳定行驶。在车辆的行驶过程中,因为复杂的道路情况,转向节所受载荷也复杂多变,所以为了满足复杂工况下的使用要求,需要转向节具有足够的刚度与强度。但是较大的簧下质量,不但会严重车辆的操控性、舒适性,还会使的整车油耗较高;对于电动汽车而言,较大的重量则会带来续航里程的缩减。为了提高燃油经济性及车辆操控性,提高车辆续航能力,需要对转向节进行轻量化设计。本文以某电动汽车为背景,使用铝合金材料经过拓扑优化与参数优化实现转向节产品的轻量化设计,本文的研究内容如下:此款电动汽车悬架为麦弗逊式结构,采用铸铁转向节,本文根据国内最常见的用车环境与一般驾驶员驾车习惯,认真分析选取了车辆行驶过程中五种具有代表性的工况,结合车辆系统动力学的知识,分析了这五种工况下转向节的受力情况,得到了在不同工况下的载荷。根据求解出的载荷,利用Abaqus分析了各种工况下此款铸铁转向节的应力分布情况与各个安装点受力位移的情况,得到了转向节的刚度与强度,根据分析结果,在各种工况下,转向节均能达到预定的性能指标。并对该铸铁转向节进行台架疲劳验证,验证了转向节能够达到预定的寿命要求。参照原有铸铁转向节硬点及有限元分析结果绘制铸铝转向节模型,并使用多目标优化的方法对重建后的铸铝转向节模型展开在五种典型工况下的拓扑优化,根据拓扑优化结果对转向节模型进行工程化修改。然后利用网格变形技术对转向节参数化建模,并选取了五个典型的优化尺寸。为了提高优化效率,建立了转向节优化的二阶响应面,使用NSGA-II的优化方法对此模型展开参数优化,得到了优化后的各项参数。通过这些参数对转向节模型重构,并复核转向节的刚度与强度,结果表明转向节强度满足各种工况下的使用要求,相较于铸铁转向节,各个安装位置的刚度均有所提升,且转向节成功减重46.5%。最后,对全文进行总结,并对汽车轻量化的未来进一步展望!
孙超[2]（2020）在《微客转向节性能分析与轻量化优化》文中认为目前,汽车领域不断将轻量化技术应用到研发生产中。转向节作为汽车前悬架系统中的重要承载部件,其结构性能直接影响整车的操纵稳定性、安全性以及承载能力。本文针对某车企开发的微客转向节,对转向节的静动态性能进行了分析,在转向节的各项性能满足企业要求的基础上,对其进行了多目标轻量化研究。主要研究工作与成果如下:（1）利用HyperMesh软件完成转向节有限元模型的建立,并完成了转向节在汽车越过障碍路面、紧急制动、转向侧滑以及两种组合工况下受力载荷的计算,然后对五种工况下的转向节进行了静力学分析,结果表明转向节的各项性能均满足设计要求,并存在进一步的优化空间。（2）利用MATLAB/Simulink软件建立基于白噪声原理的D级不平路面模型,利用ADAMS/Car软件建立整车刚柔耦合模型,通过联合仿真得到转向节四个关键连接点位置的动态载荷谱,为后面转向节的瞬态动力和疲劳寿命分析提供载荷谱数据。（3）在HyperMesh软件中建立转向节的振动模型,获得转向节的前六阶固有振型和频率,从而验证了转向节不会发生共振现象。利用谐波响应分析模拟转向节在05000Hz频率范围内的响应,获得转向节各点随激励频率的位移曲线,结果表明转向节的结构符合设计要求。利用瞬态响应分析模拟转向节在D级不平路面行驶时的响应,结果表明,转向节的最大应力出现在下支撑台附近,远远小于材料的许用应力,也符合转向节的前期设计要求。最后基于惯性释放法获得转向节在单位载荷作用下的应力结果文件,并将其与转向节的载荷—时间历程文件导入到nCode软件中,对转向节在D级不平路面行驶时的疲劳寿命进行分析,结果表明转向节可承受的最小疲劳里程满足企业的前期设计标准。（4）利用网格变形技术、参数实验设计对转向节的各个设计变量进行了灵敏度分析,将最后筛选出的五个零件参数作为最终的设计变量,将转向节的五种静态工况强度、一阶模态频率满足设计要求作为约束条件,以转向节的质量最小,疲劳寿命最长作为目标函数,建立转向节的多目标优化模型,运用NSGA-Ⅱ遗传算法对优化模型进行计算,优化后的转向节在各项性能均符合设计要求的基础上,实现了转向节的轻量化。本文对于微型客车转向节的多目标轻量化研究在其他车型转向节的开发过程中具有一定的指导意义。
高俊[3]（2020）在《6082铝合金热成形行为及其在汽车转向节高温精密锻造的应用》文中进行了进一步梳理随着汽车工业的快速发展,传统结构材料难以满足汽车轻量化的发展需求,因此,寻找密度更低、机械性能更好的新型结构材料是汽车制造业发展的主流趋势。转向节作为连接汽车上悬架系统、制动系统和转向系统与底盘的重要零部件,应具备高精度、耐久性和低重量的特性。由铝合金代替传统的钢材制备转向节可以实现结构轻量化,同时采用高温锻造成形更易于保证转向节的服役性能。然而,转向节形状比较复杂,锻造体积成形困难,容易产生折纹及填充不满等缺陷。传统应用于钢材的转向节锻造工艺并不适于铝合金材料,制定合理的铝合金锻造成形工艺的前提是掌握铝合金材料的热变形行为。基于此,本文以6082铝合金为研究材料,以基础物理试验和数值模拟相结合的方式,研究不同温度、应变速率及变形量条件下铝合金高温流变力学行为,为铝合金高温锻造成形工艺提供理论依据。采用Deform-3D模拟分析铝合金转向节高温精密锻造成形过程,用以规范铝合金转向节高温锻造成形工艺。结合企业现场工艺试验,进行铝合金转向节高温锻造工艺优化,初步探索铝合金转向节锻后热处理路线,测试相关的技术指标。主要研究成果如下:（1）铝合金热变形行为分析通过基础物理模拟试验,考虑应变、应变速率、温度影响因素,研究了6082铝合金的热变形行为,建立6082铝合金的高温本构模型,用以描述锻造温度范围内材料变形过程,并结合微观组织分析研究6082铝合金热变形过程中微观结构演化规律。（2）铝合金热加工图建立建立精确的6082铝合金材料热加工图,并确定最佳的应变速率范围区间和锻造温度区间,为后续的工艺分析提供数据支持。（3）铝合金转向节高温锻造工艺分析基于6082铝合金转向节高温锻造的模拟分析,研究铝合金在辊锻制坯、压弯、预锻和终锻工艺过程中材料的流动规律。探究锻件宏观缺陷和微观组织缺陷的主要形式及形成规律,初步确定铝合金转向节高温锻造最佳工艺路线,合理优化铝合金型材下料体积,坯料体积分配,各工序材料流动和锻件几何尺寸以及相关工艺参数,着重将材料流动和组织演化相互联系,实现铝合金转向节锻件控形和控性的兼顾技术。（4）铝合金转向节高温锻造工艺优化基于6082铝合金转向节高温锻造成形工艺试验,结合有限元热力耦合模拟分析,针对铝合金在锻造成形过程中存在的填充不满、长耳、折纹、飞边体积过大等缺陷问题,综合考虑锻件成形质量、锻后力学性能和锻造成本等因素,优化模具的飞边桥高度、厚度以及预锻轴承座设计,并制定了锻件热处理路线。
张朝界[4]（2020）在《页岩气长水平段取芯爬行机器人机构设计与研究》文中研究表明作为油气工业设备,水平井爬行器可以装备不同测井仪器进入长水平井段完成井下环境采样及检测,其优秀表现得到社会广泛认可。依托四川省国际合作项目关于“页岩气长水平段旋转式井壁取芯机器人研究”,针对川渝地区页岩气长水段井下入困难问题,设计一种具有水平井爬行功能的井下爬行取芯机器人,解决川渝地区长水平井段取芯仪器送入问题。围绕水平井爬行器机械系统中的关键机构,采用设计、优化与仿真结合的方法对其进行研究。分析爬行器工作环境,确定爬行器在水平井中所受阻力,依据总体要求,对爬行短节进行传动设计及力学分析,完成爬行机构整体设计;再对扶正短节进行方案选择,确定动力输入方案;针对爬行器工作要求,提出新型推靠锁紧短节,完成力学分析及动力方案选择;提出一种转向节机构作为爬行器串联关节,实现爬行器模块连接功能。在爬行器关键机构尺寸设计的基础上,对爬行器进行优化设计。建立爬行轮正压力与爬行臂长度的函数关系、爬行臂伸出速度与其长度函数关系,使用正交试验分析方法与多目标优化理论,对爬行短节各结构完成优化设计及三维建模;建立推靠锁紧短节位移与尺寸函数关系,优化支撑臂结构尺寸;针对水平井圆弧问题,设计一种弧形锁紧块,完成支撑锁紧短节三维建模;对转向节进行干涉分析,确定转向节工作空间对爬行器过弯能力的影响,并完成转向节三维建模。利用ANSYS Workbench对转向节进行有限元分析,得到转向节应力薄弱点并进行改进设计,对改进后模型再次进行分析,结果表明应力集中减小,改进后整体应力减小22.32%,整体变形量减小23.39%;针对井下高温高压问题,采用滑环组合密封与O型圈密封结合方式,利用有限元方法对滑环组合密封进行分析,结果显示外界压力增大,密封应力也增大,但其整体应力小于滑环材料许用应力,此时滑环密封处于安全状态,密封效果较好。使用Solidworks模拟实际工况建立水平井三维模型,利用ADAMS虚拟样机仿真技术开展爬行器在水平井中的运动仿真分析,完成爬行器遭遇凸台、凹槽、弯曲井壁等障碍物时的运动仿真试验,结果表明爬行器能够有效通过各种障碍物,支撑力、扶正力波动幅度较小,在各障碍物影响下能够稳定运行,运动性能较好。
陈孟杰[5]（2019）在《基于ADAMS载荷分解的铝合金转向节力学性能分析》文中研究指明汽车的轻量化是减少有害排放和降低能源消耗的有效途径。转向节作为汽车悬架中重要的构件之一,不仅承载着簧上质量,还承受在行驶过程中恶劣且复杂的工况,对其结构强度要求较高,因此转向节多为使用强度较大的铸铁材质,但其缺点是质量较大,而且结构也已经相当紧凑,很难在结构上进一步的轻量化。目前越来越多汽车厂商开始选择将铸铁转向节改为铝合金材质转向节,然而直接改为采用铝合金材料,又很容易出现结构刚度、强度不足,导致车辆出现安全问题,因此需要对轻量化转向节进行全新的结构开发设计。本文以某款畅销B级轿车的转向节轻量化研究为基础,对经过拓扑设计的铝合金转向节结构展开了力学性能研究,综合运用多体动力学对转向节进行硬点载荷分解,利用有限元分析和疲劳仿真预测综合分析转向节的强度、刚度与疲劳性能,并采用转向节台架进行零件耐久性疲劳寿命试验分析验证,从而获得了使用性能良好的铝合金转向节。首先利用整车台架振动试验进行了试验数据采集,为多体动力学模型验证提供基础数据。运用ADAMS软件建立该目标车的整车多体动力学模型,并对悬架进行双轮同向、侧向力试验,以及回正力矩试验等激振仿真分析,调试多体动力学模型;再利用整车台架振动试验响应信号,通过虚拟迭代技术进行整车多体动力学模型的验证。然后针对轻量化转向节开发目标,选取了8种典型极限工况进行硬点载荷提取,使用有限元分析软件,对经过结构设计的铝合金转向节展开静强度、刚度、模态,以及疲劳强度力学性能分析。最后,通过纵向耐久、垂向耐久、拉杆耐久、制动耐久和转向耐久五种疲劳工况下的转向节耐久试验,验证了轻量化铝合金转向节满足产品实际使用性能指标,同时也为底盘悬架中其它零部件轻量化设计提供了可行的技术路线。
申胜宇[6]（2019）在《汽车铝合金转向节的仿真分析及试验验证》文中研究表明转向节是汽车悬架系统的安全件之一,保证汽车行驶的稳定性,其失效就会导致汽车丧失灵活转弯的能力,造成不可预料的生命财产损失。因此本文以麦弗逊式转向节为研究对象,综合应用有限元分析和台架试验验证,预测转向节在零件级别上的性能。主要研究内容如下:首先,在ABAQUS中生成铝合金材料的非线性本构关系,保证不显着影响计算精度的前提下对仿真模型进行简化,并对转向节的5个安装点进行刚度分析。其次,对转向节进行强度分析,得出极限工况下的vonMises、σ1、等效塑性应变云图,并进行台架试验采集加载点的作用力随位移的变化曲线,验证极限强度有限元模型的准确性。再次,修正铝合金材料?-N曲线,对转向节进行不同工况下的疲劳特性分析,评估转向节的疲劳性能,并进行台架试验采集转向节表面的应变数据与仿真结果进行对比,验证拟定的疲劳判据的准确性。最后,基于灵敏度分析结果形状优化转向节局部造型,并对转向节样件进行台架试验,验证有限元形状优化结果的准确性。
刘明余[7]（2019）在《基于麦弗逊结构汽车转向节的试验台架开发及验证》文中认为转向节的形状和结构非常复杂,是汽车传动系统中十分重要的零部件之一。随着汽车轻量化的发展,传统的铁制转向节逐渐被铝合金转向节代替,其主要功能是承受车体前部载荷,确保汽车稳定行驶。转向节在汽车行驶过程中受到路面、约束等多种载荷反复冲击,载荷随着工况不断变化,由于转向节内部缺陷可能会有裂纹产生,严重则可能发生断裂,必须对转向节的结构强度和疲劳寿命进行分析。因此,转向节试验对转向节的强度分析极为重要。本文以麦弗逊式悬架转向节为研究对象,针对铝合金转向节试验台架关键技术进行研究,主要完成了以下几方面工作:针对麦弗逊悬架进行技术分析,建立麦弗逊悬架机构简图,着重分析转向节在麦弗逊悬架中的约束方式和作用,提取麦弗逊悬架硬点坐标。归纳转向节试验工况,研究转向节试验标准,制定合理试验方案,根据已提取的硬点坐标确定试验台架各个零部件位置,依据夹具设计要求,模拟麦弗逊悬架结构,以CATIA为建模工具,建立试验台架三维模型。应用有限元软件对设计台架结构的关键零部件进行静力分析和疲劳损伤分析,同时对试验台架的标准件进行改进。以某车型转向节验证已设计的试验台架,通过静载试验和耐久性试验分析试验台架的可行性,分析转向节试验验证过程出现的裂纹,再对改进之后的转向节进行试验验证。将相应仿真结果与试验结果相互对标,对仿真和试验之间进行误差分析。
胡红舟[8]（2019）在《基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究》文中研究表明节能与环保是汽车发展的永恒主题,随着全球能源、环境、资源等方面问题的加剧,这个主题显得更加突出。轻量化是汽车节能与环保的重要途径。理论和实践均表明,汽车的能耗与其重量近似成正比。轿车作为汽车家族中的重要一员,其轻量化意义尤为重大,因为其占有率超过汽车总量的三分之二。近些年来,汽车动力电动化和汽车驾驶智能化成为重要趋势,这些前沿技术的发展也期待汽车轻量化技术的进一步提升。随着新材料的不断发展和应用新需求的不断出现,轻量化不断面临一些新的问题,尤其国内汽车正向开发技术还处于成长和成熟阶段,有不少轻量化的理论和实践问题亟待进一步探讨和深入分析,以寻找更好解决办法。本论文正是为了满足这一汽车关键共性技术的发展需要开展了轿车轻量化领域的系统深入研究。首先,提出了面向轻量化设计及可靠性分析的轿车关键件工况模拟载荷的计算理论与方法,并构建了面向轿车关键件的柔性共享的工况模拟载荷计算平台;然后,重点以基于轻量化材料应用的结构创新和优化为主线,开展悬架、动力传动系统和车身关键件的结构轻量化设计及可靠性分析的理论和方法研究。本论文的主要研究方法及结果包括如下几个方面:（1）针对汽车部件的正向开发流程,提出了轿车关键件工况模拟载荷计算方法,为保证给定可靠性条件下轿车关键件的轻量化设计和优化奠定基础。该方法采用基于等效应变的断裂失效准测、基于等效应力的塑性损伤准则和基于SN曲线与线性断裂力学的疲劳寿命预测方法逐步判别工况模拟载荷计算的有效性,既满足计算正确性的要求,又最大限度地降低计算工作量。在此基础上,构建了面向轿车关键件的柔性共享工况模拟载荷仿真平台,为不同类型轿车关键件轻量化设计及可靠性分析中的工况模拟载荷提取提供工具。该平台具备参数化轮胎模型、初始条件和边界条件数据库、测试法规中的强化路面仿真模型等,并可以依据需要按不同的强化试验场建模。该平台还可以兼顾显式和隐式两种仿真方法,动态仿真建立在显式和隐式联合仿真的基础上,结合了两种动态分析的特点和优势,并对隐式分析的线性部分采用了子模型技术来压缩模型大小以减少仿真所需资源。提出了联合仿真中基于轮心位移判据的隐式计算时间步长的确定准则,既保证联合仿真的正确性又最大限度节约计算时间。联合仿真克服了整车多体动态仿真的常见假设,如刚体及线性假设,从而提高了仿真计算精度。（2）综合考虑结构变形的非线性特征对部件载荷水平的影响,建立了基于载荷循环迭代的悬架关键件的轻量化优化方法与流程,该方法建立在反映实际载荷特征的有限元模型上,并包含主要非线性影响因素如轮胎的大变形及其与路面的接触摩擦等,从而保证了计算有效性和精度。在此基础上,提出了悬架锻压件结构轻量化参数化优化方法,其中包括结构轻量化参数化模型、轻量化设计流程与基于质量灵敏度和应力灵敏度的寻优策略等。基于该设计流程与寻优策略建立了悬架摆臂和转向节的轻量化参数优化模型和方法,并具体应用到摆臂和转向节的轻量化优化设计中,实现了显着的轻量化效果。通过与拓扑优化结果的比较,展示了该优化流程及相关方法、准则的特点和实用性。提出了基于载荷一致性及载荷循环迭代的悬架关键件可靠性分析方法,并应用到摆臂的疲劳可靠性分析中。通过采取与验证载荷一致的整车强化路面谱,克服了传统设计中设计载荷与验证载荷脱节的问题,并通过载荷循环迭代来保证结果的收敛性。（3）对动力传动链开展系统分析,提炼出了其轻量化条件下影响可靠性的关键环节。提出了空心化、内压增强的传动半轴轻量化方法。该方法在等应力的条件下,通过空心化复合结构设计,并采取内压增强方式提升轴的稳定极限,从而实现更高水平的结构轻量化。在保证可靠性的同时,大幅减少轴的质量,部分方案可以减少3/4左右的质量,轻量化效果明显。针对动力系统强化试验流程,在动力部分的强化试验分析中,提出了基于材料性质、载荷、关键尺寸变化等因素的部件通过强化疲劳试验概率的理论及计算方法,改进了传统疲劳设计中基于平均疲劳强度的疲劳寿命计算方法。通过分析电机主轴的结构特征及疲劳失效模式,揭示了电机主轴装配误差对疲劳寿命的影响机理。分析了影响减速箱可靠性的密封问题,提出减速箱密封性能与刚度及加工精度的关联理论,并据此建立CAE分析模型,依据关键参数的变化,预测密封间隙的变化特征,为箱体的密封设计提供定量依据;分析了油封的密封性及关键参数对密封功能的影响,提炼并改善了密封件功能可靠性设计方法。与目前国际标准中建议的密封件设计方法相比,该设计方法更全面地体现了密封件的功能可靠性设计要求。（4）针对典型高强度钢车身骨架的受力特点提出了基于波纹板加强结构复合梁的轻量化设计方法,并提出了波纹板不同结构特征参数的设计原则。通过仿真计算与―十字平板‖加强结构和铝合金泡沫加强结构复合梁的性能进行了对比,揭示了不同情况下不同加强结构方式的性能特点;波纹板加强结构复合梁和其他加强结构复合梁相比,在同等质量下具有更大的承载能力,并通过试验验证了该轻量化结构设计的优越性。通过车身常用盒形骨架梁在极限载荷下的变形模式与失效研究,对车身骨架梁以横向、扭转载荷为基础比较了用于极限载荷分析的三种方法的特点,揭示了基于弹性及理想塑性材料模型的极限载荷确定方法在精度及评估客观性上更好。以横向和扭转载荷为基础,比较了不同焊接结构疲劳分析方法及特点,揭示基于这几种方法,尤其是在复杂焊接结构下的局限性及各自特点,线性断裂力学法更适合复杂结构的分析。以纵向失稳分析为基础,揭示了基于设计公差的不同缺陷组合对盒型梁最低失稳力的影响。在同一公差下,不同缺陷组合所导致的失稳力差别可达到1/5,考虑与不考虑公差的分析结果相差约1/3。上述研究成果为在汽车正向设计中更多更好应用不同类型的高强度钢板实现轻量化设计打下了理论和方法基础。（5）开展了整车强化试验载荷仿真研究。基于柔性共享的轿车关键件工况模拟载荷计算平台,建立了完全基于变形体及非线性特征下的某C级仿真模型,并开展联合仿真模拟。该轻量化样车骨架为高强度钢材料,悬架关键件和四门两盖主体为铝合金材料。整车模型包含所有必要的非线性因素,如整车环境下制动工况的模拟等。基于该样车设计了悬架K&C特性静态试验和强化路面动态可靠性试验方案并开展了试验研究,获得了一套反映整车和关键件的运动和动力特征的关键参数,如整车速度、加速度、摆臂应变等。静态和动态试验数据与相应的仿真数据比较验证了整车仿真建模的有效性和准确性。基于悬架部件的应变数据,通过雨流计数法与线性疲劳损伤理论,把强化路面上悬架所受的疲劳应力转化为等效疲劳应力,建立了轮胎接地点处相对于应变测量点的载荷模型,把悬架在强化试验场内所受的疲劳载荷转化为作用在轮胎接地点的等效疲劳应力,为悬架在强化路面上的疲劳分析提供有效参考载荷。
潘群林[9]（2019）在《丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化研究》文中认为近年来,国家农业部提出要大力发展丘陵地区轻便型农业机械,拖拉机作为丘陵地区农业生产的母机,在播种、旋耕和收获过程中发挥着重要作用。为适应丘陵地区田间落差大、道路条件差的作业特点,在设计开发过程以增加整机强度和刚度的方式满足丘陵地区农业机械作业要求,造成了整机重量过重,不利于丘陵山区轻便型农业机械的发展,有必要对整机进行轻量化设计。驱动桥作为拖拉机中的大重量部件之一,其轻量化的设计对于整机重量的减轻非常重要。然而,目前国内对拖拉机驱动桥轻量化研究基本上是对驱动桥壳的轻量化研究,很少对驱动桥组件开展轻量化研究并且忽略了内部零件作用力对驱动桥壳强度的影响,也未提出具体的评估体系来评价驱动桥壳的轻量化效果。本文以丘陵山地拖拉机前转向驱动桥为研究对象,分析前转向驱动桥组件内部零件作用力对前转向驱动桥强度的影响,并提出前转向驱动桥的轻量化效果评估体系。本文的研究工作和结果为拖拉机部件及整机的轻量化研究提供了有意义的参考价值。本论文主要研究内容如下:1、丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的静力学计算分析。首先将前转向驱动桥进行简化处理,建立前转向驱动桥的三维几何模型;然后分别对前转向驱动桥的前转向驱动桥壳组件、传动组件、调平油缸杠杆和转向节组件进行静力学计算分析,获得前转向驱动桥的这四个组件的最大等效应力和位移变形,结果表明前转向驱动桥壳组件和转向节组件的强度和刚度余量较大,有必要对这两个组件进行轻量化设计。2、丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化设计。利用Solidworks和Workbench的联合模拟平台进行变量参数识别;基于响应面法,优化设计前转向驱动桥壳组件和转向节组件的结构尺寸,研究分析了前转向驱动桥组件连接体下端内孔直径、桥壳本体半轴套管处内孔直径等输入参数与前转向驱动桥组件的重量、最大等效应力、最大位移变形等输出参数的灵敏度图以及单个变量以及组合变量的输入输出函数之间的关系,定义优化设计的约束条件和目标函数,得到响应面优化结果;对轻量化前后的前转向驱动桥壳组件和转向节组件进行静力学分析,发现两组件轻量化设计后的最大应力和位移变形有一定提升,但是仍然符合前转向驱动桥的强度和刚度要求,前转向驱动桥总重量减轻了5.7kg,降低了约5%。3、丘陵山地拖拉机前转向驱动桥轻量化前后的模态分析。分析了轻量化设计前后的前转向驱动桥壳组件在自由模态和约束模态下的固有频率和振型,发现无论自由模态还是约束模态一阶固有频率均高于外部激励频率,表明前转向驱动桥壳组件不会与激励频率产生共振,轻量化后的前转向驱动桥壳组件的固有频率相比轻量化前有一定提升,表明前转向驱动桥壳组件结构布局更加合理。对转向节组件进行轻量化后约束模态分析,发现转向节组件的一阶模态固有频率远远超过发动机激励频率,表明转向节组件结构牢靠,不会与外部激励频率发生共振。4、轻量化效果评估方法研究及丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化效果评估。进行组件或整机轻量化性能指标参数的分类,计算各性能指标参数轻量化效果因子,建立组件或整机轻量化效果评估系数计算方法;根据轻量化效果评估系数计算方法,分别计算了前转向驱动桥的生产成本、重量、强度以及刚度等参数的轻量化效果因子,最后计算出前转向驱动桥的轻量化效果评估系数值。
曾文豪[10]（2018）在《汽车铝合金转向节结构拓扑优化与有限元分析》文中认为汽车的轻量化是减少有害排放和降低能源消耗的有效途径。转向节作为汽车悬架中的重要零件之一,其承载簧上质量,承受工况恶劣且复杂,对其的结构强度要求较高,因此转向节多为使用强度较大的铸铁件,但其缺点是质量较大,也不容易在结构上进一步轻量化。目前越来越多汽车厂商将铸铁转向节改为铝合金转向节,然而直接改为采用铝合金材料,容易出现结构刚强度不足,通常的做法是在原来结构上增加较多的材料以获得足够的强度,但盲目地增加材料并不能高效地利用材料,导致最终减重效果不明显。为此,本文以某款SUV汽车转向节的轻量化开发项目为基础,对其展开了基于拓扑优化的结构轻量化设计方法研究,并综合运用有限元分析和疲劳仿真分析预测转向节的静强度与疲劳性能,从而为铝合金转向节或底盘悬架中其他铝合金零件的结构轻量化设计提供有益参考。本文首先论述了转向节常见的载荷获取方法,根据载荷形式不同,对转向节分别建立三种有限元建模方法,分析了其各自的优缺点和适用性,结果表明惯性释放法可以更为有效地模拟实际受力状况。以某款转向节为研究对象,分析了对转向节进行拓扑优化的方法,并分析了在不同的工艺约束下拓扑优化结果的区别和优劣势,得出了更适用于锻造转向节的拓扑优化建模方法。同时根据拓扑优化结果进行了工程化结构数模的建立。对初步设计的转向节模型进行刚强度分析,先对所采用的6082T6铝合金材料进行了多组单轴拉伸试验,由统计分析获得其用于有限元分析的材料参数。介绍了转向节在不同类型工况下的最大应力分析、最大累积塑性应变和永久变形分析的方法,同时分析了转向节各个安装点的刚度。为预测转向节的疲劳性能,先对转向节的材料疲劳特性曲线进行了预估,利用应力影响系数法求解了转向节在时间历程载荷谱下的应力（应变）响应,对转向节进行了二轴性分析,并对转向节进行多轴疲劳分析,结果满足了对该转向节疲劳强度的设计要求。对试制样件进行了表面应变测试并对有限元仿真结果进行验证,证明了转向节刚强度分析的有限元模型和疲劳分析中求解时间历程载荷的应力响应结果的准确性。对样件分别进行了极限强度试验和疲劳试验,试验结果表明所设计的转向节均满足强度和疲劳耐久性要求。
二、转向节结构有限元分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、转向节结构有限元分析（论文提纲范文）
（1）汽车转向节轻量化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题意义与研究背景 |
| 1.2 轻量化研究现状 |
| 1.2.1 汽车轻量化研究现状 |
| 1.2.2 转向节轻量化研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 典型工况分析及各工况下载荷计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工况参数定义 |
| 2.3 典型强度工况选取 |
| 2.4 强度工况分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 铸铁转向节的有限元分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元概述 |
| 3.2.1 有限元分析理论介绍 |
| 3.2.2 Abaqus介绍 |
| 3.3 铸铁转向节有限元模型的建立 |
| 3.4 铸铁转向节各工况下强度分析 |
| 3.5 铸铁转向节刚度分析 |
| 3.6 铸铁转向节台架疲劳试验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 铸铝转向节模型建立与拓扑优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铸铝转向节模型的绘制 |
| 4.2.1 Solidworks介绍 |
| 4.2.2 转向节模型绘制 |
| 4.3 拓扑优化理论 |
| 4.4 多目标拓扑优化目标函数的建立 |
| 4.5 多目标拓扑优化模型建立与结果分析 |
| 4.6 铸铝转向节模型工程化修改 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 铸铝转向节参数优化与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铸铝转向节参数化建模 |
| 5.3 样本数据的采集 |
| 5.4 近似模型的建立与精度检验 |
| 5.5 优化模型求解 |
| 5.6 铸铝转向节静力学验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
（2）微客转向节性能分析与轻量化优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 转向节国内外研究现状 |
| 1.2.1 汽车轻量化研究现状 |
| 1.2.2 转向节研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及技术路线 |
| 第二章 转向节有限元模型建立及静力学分析 |
| 2.1 转向节有限元模型的建立 |
| 2.1.1 转向节几何模型的导入与几何清理 |
| 2.1.2 转向节几何模型的网格划分 |
| 2.1.3 定义材料属性 |
| 2.1.4 创建边界条件 |
| 2.2 转向节静态强度分析 |
| 2.2.1 路过障碍路面工况 |
| 2.2.2 紧急制动工况 |
| 2.2.3 转向侧滑工况 |
| 2.2.4 越过障碍路面和紧急制动工况 |
| 2.2.5 紧急制动和转向侧滑工况 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 转向节动态载荷仿真 |
| 3.1 路面模型概述 |
| 3.1.1 路面不平度的频域模型 |
| 3.1.2 路面不平度的时域模型 |
| 3.1.3 基于MATLAB/Simulink的随机路面模型仿真分析 |
| 3.2 整车建模方法 |
| 3.2.1 ADAMS理论基础 |
| 3.2.2 ADAMS/Car建模基础 |
| 3.2.3 整车模型的参数获取 |
| 3.3 微型客车刚柔耦合模型的建立 |
| 3.3.1 前悬架子系统的建立 |
| 3.3.2 横向稳定杆子系统的建立 |
| 3.3.3 转向子系统的建立 |
| 3.3.4 后悬架子系统的建立 |
| 3.3.5 动力子系统的建立 |
| 3.3.6 轮胎子系统的建立 |
| 3.3.7 制动子系统的建立 |
| 3.3.8 车身子系统的建立 |
| 3.3.9 整车模型的装配 |
| 3.4 转向节的动态载荷仿真分析及结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 转向节的动态特性及疲劳寿命分析 |
| 4.0 转向节的模态分析 |
| 4.0.1 模态分析的理论基础与方法 |
| 4.0.2 转向节的自由模态分析 |
| 4.1 转向节的频率响应分析 |
| 4.1.1 频率响应的理论基础 |
| 4.1.2 转向节的频率响应分析 |
| 4.2 转向节的瞬态响应分析 |
| 4.2.1 瞬态响应的理论基础 |
| 4.2.2 转向节的瞬态响应分析 |
| 4.3 转向节的疲劳寿命分析 |
| 4.3.1 疲劳损伤的发展过程 |
| 4.3.2 疲劳性能的影响因素 |
| 4.3.3 疲劳分析的软件选取 |
| 4.3.4 转向节的准静态应力分析 |
| 4.3.5 转向节材料的S-N曲线 |
| 4.3.6 转向节疲劳寿命的仿真过程及结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于多目标优化的转向节轻量化 |
| 5.1 转向节的结构轻量化流程 |
| 5.2 网格变形理论 |
| 5.2.1 网格变形概述 |
| 5.2.2 Hypermorph网格变形概述 |
| 5.3 设计变量的筛选 |
| 5.3.1 参数试验设计 |
| 5.3.2 设计变量的初选 |
| 5.3.3 设计变量的筛选 |
| 5.4 样本数据的采集 |
| 5.4.1 正交试验设计方法 |
| 5.4.2 正交试验设计的样本点采集 |
| 5.5 近似模型方法及其构建 |
| 5.5.1 响应面模型的原理 |
| 5.5.2 近似模型的建立 |
| 5.5.3 响应面模型的精度检验和误差分析 |
| 5.6 转向节的多目标结构轻量化 |
| 5.6.1 多目标优化的数学模型建立 |
| 5.6.2 多目标优化算法的选取 |
| 5.6.3 多目标优化设计的结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）6082铝合金热成形行为及其在汽车转向节高温精密锻造的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锻造铝合金在汽车轻量化中的应用现状 |
| 1.2.1 汽车轻量化的发展趋势 |
| 1.2.2 汽车轻量化材料的应用 |
| 1.3 铝合金锻造工艺概述 |
| 1.4 精密锻造研究现状 |
| 1.4.1 精密锻造工艺概况 |
| 1.4.2 有限元(FEM)在精密塑性成形中的应用 |
| 1.4.3 铝合金精密锻造国内发展状况 |
| 1.5 转向节锻造工艺研究现状 |
| 1.6 课题来源和研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 技术方案 |
| 第2章 试验材料及方案 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 Gleeble-3800 高温压缩试验 |
| 2.2.2 应力松弛试验 |
| 2.3 有限元数值模拟 |
| 2.3.1 圆柱热压缩有限元模拟 |
| 2.3.2 转向节锻造工艺数值模拟 |
| 2.4 微观组织分析 |
| 2.4.1 金相组织分析(OM) |
| 2.4.2 EBSD显微组织分析 |
| 2.5 转向节热处理工艺 |
| 2.6 转向节锻件性能测试 |
| 2.6.1 室温拉伸试验 |
| 2.6.2 硬度及粗晶检测 |
| 第3章 6082 铝合金热变形行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热压缩流变应力曲线 |
| 3.3 6082 铝合金流变应力修正 |
| 3.3.1 应力-应变曲线摩擦修正 |
| 3.3.2 应力-应变曲线温升修正 |
| 3.4 6082 铝合金流变应力本构模型 |
| 3.4.1 本构模型理论 |
| 3.4.2 本构方程参数求解 |
| 3.4.3 应变补偿本构方程 |
| 3.5 本构方程验证 |
| 3.5.1 应变补偿本构验证 |
| 3.5.2 热压缩试验数值模拟 |
| 3.5.3 热压缩模拟结果分析 |
| 3.5.3.1 等效应力分析 |
| 3.5.3.2 载荷-位移分析 |
| 3.6 6082 铝合金应力松弛试验 |
| 3.6.1 应力松弛曲线 |
| 3.6.2 蠕变转换 |
| 3.6.3 蠕变本构方程 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 6082 铝合金热加工图研究及锻造工艺分析 |
| 4.1 热加工图理论 |
| 4.2 热加工图构建与分析 |
| 4.3 6082 铝合金变形过程中微观组织演化 |
| 4.3.1 金相组织分析(OM) |
| 4.3.2 EBSD显微组织分析 |
| 4.4 转向节成形工艺分析 |
| 4.4.1 初步工序的确定 |
| 4.4.2 辊锻工艺设计 |
| 4.4.3 终锻模具设计 |
| 4.4.4 预锻模具设计 |
| 4.4.5 压弯工艺设计 |
| 4.5 锻造工艺数值模拟 |
| 4.5.1 辊锻数值模拟 |
| 4.5.1.1 辊锻温度场分析 |
| 4.5.1.2 辊锻速度场分析 |
| 4.5.1.3 辊锻等效应力场分析 |
| 4.5.1.4 辊锻模具载荷分析 |
| 4.5.2 压弯数值模拟 |
| 4.5.3 预锻模拟分析 |
| 4.5.4 终锻模拟分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 铝合金转向节锻造工艺验证及应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝合金锻件生产过程 |
| 5.3 模具优化改进 |
| 5.4 模具更改后调试 |
| 5.5 转向节热处理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）页岩气长水平段取芯爬行机器人机构设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 井下爬行器发展情况 |
| 1.2.1 国外研究发展 |
| 1.2.2 国内研究发展 |
| 1.3 爬行器国内外对比及存在问题 |
| 1.3.1 爬行器国内外对比 |
| 1.3.2 爬行器存在问题 |
| 1.4 论文主要研究意义与内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 爬行机器人机构设计 |
| 2.1 爬行器总体要求 |
| 2.1.1 井下阻力分析 |
| 2.1.2 机构设计要求 |
| 2.2 爬行短节 |
| 2.2.1 爬行轮传动方案选择 |
| 2.2.2 爬行轮传动设计 |
| 2.2.3 爬行臂及支撑臂受力分析 |
| 2.2.4 爬行短节支撑臂动力选择 |
| 2.3 扶正短节 |
| 2.3.1 扶正短节方案选择 |
| 2.3.2 扶正短节弹簧选择 |
| 2.3.3 扶正短节动力选择 |
| 2.4 推靠锁紧短节 |
| 2.4.1 推靠锁紧短节方案选择 |
| 2.4.2 推靠锁紧短节受力分析 |
| 2.4.3 推靠锁紧短节动力选择 |
| 2.5 转向节 |
| 2.5.1 方案选择 |
| 2.5.2 力学分析 |
| 2.5.3 弹簧选型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 爬行机器人机构优化分析 |
| 3.1 爬行短节优化分析 |
| 3.1.1 优化分析法 |
| 3.1.2 爬行臂优化分析 |
| 3.1.3 越障能力分析 |
| 3.2 推靠锁紧短节优化分析 |
| 3.2.1 推靠臂优化分析 |
| 3.2.2 锁紧块优化设计 |
| 3.3 转向节过弯优化分析 |
| 3.3.1 工作空间分析 |
| 3.3.2 过弯能力提升分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 爬行机器人关键部件有限元分析 |
| 4.1 关键部件分析方法 |
| 4.2 转向节有限元分析 |
| 4.2.1 仿真模型建立 |
| 4.2.2 分析结果对比 |
| 4.3 机构密封有限元分析 |
| 4.3.1 密封方式选型 |
| 4.3.2 密封有限元分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 爬行机器人运动仿真分析 |
| 5.1 虚拟样机仿真方法 |
| 5.1.1 ADAMS仿真环境 |
| 5.1.2 虚拟样机的搭建 |
| 5.2 爬行机器人过弯仿真 |
| 5.3 爬行机器人越障仿真 |
| 5.3.1 爬行短节越障仿真 |
| 5.3.2 扶正短节越障仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文结论 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（5）基于ADAMS载荷分解的铝合金转向节力学性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 汽车零部件静、动载荷研究现状 |
| 1.2.2 汽车零部件疲劳耐久研究现状 |
| 1.2.3 汽车零部件有限元分析研究现状 |
| 1.3 论文主要课题研究内容 |
| 1.4 论文主要创新内容 |
| 第2章 整车台架振动试验与信号处理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 整车振动测试采集方案 |
| 2.3 整车振动台架试验 |
| 2.3.1 振动试验台介绍 |
| 2.3.2 试验关键问题分析 |
| 2.3.3 振动试验工况 |
| 2.4 试验采集信号预处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多体动力学模型建立与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 整车仿真模型建立 |
| 3.3 悬架K&C特性分析 |
| 3.4 整车台架振动试验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 典型工况分析与转向节硬点载荷分解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 典型工况分析 |
| 4.2.1 静强度工况分析 |
| 4.2.2 轮胎接地力计算 |
| 4.3 转向节硬点载荷分解 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 转向节力学性能分析与台架试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 转向节有限元建模 |
| 5.3 转向节力学分析 |
| 5.3.1 转向节静强度分析 |
| 5.3.2 转向节刚度分析 |
| 5.3.3 转向节模态分析 |
| 5.3.4 转向节疲劳分析 |
| 5.4 转向节台架试验分析 |
| 5.4.1 静强度台架试验 |
| 5.4.2 疲劳强度台架试验 |
| 5.4.3 疲劳试验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）汽车铝合金转向节的仿真分析及试验验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 转向节国内外发展现状 |
| 1.3 转向节的分析流程 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 建模方法的确定及刚度分析 |
| 2.1 有限元建模 |
| 2.1.1 造型前处理 |
| 2.1.2 材料属性 |
| 2.2 一维连接单元影响 |
| 2.2.1 不同连接类型 |
| 2.2.2 结果对比 |
| 2.3 约束方式影响 |
| 2.3.1 不同约束方式模型 |
| 2.3.2 结果对比 |
| 2.4 衬套参数影响 |
| 2.4.1 衬套参数模型 |
| 2.4.2 结果对比 |
| 2.5 转向节刚度分析 |
| 2.5.1 计算方法 |
| 2.5.2 刚度分析建模 |
| 2.5.3 刚度分析结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 转向节极限强度分析 |
| 3.1 转向节强度载荷的确定 |
| 3.2 转向节极限强度分析 |
| 3.2.1 减震套筒侧向强度工况分析 |
| 3.2.2 轮胎接地点侧向强度工况分析 |
| 3.2.3 主轴纵向强度工况分析 |
| 3.3 极限强度模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 转向节疲劳损伤分析 |
| 4.1 零件疲劳损伤分析方法 |
| 4.1.1 材料力学方法 |
| 4.1.2 断裂力学方法 |
| 4.1.3 损伤力学方法 |
| 4.2 转向节疲劳仿真分析 |
| 4.2.1 转向节?-N曲线修正 |
| 4.2.2 减震套筒侧向工况疲劳分析 |
| 4.2.3 轮胎接地点侧向工况疲劳分析 |
| 4.2.4 主轴纵向工况疲劳仿真分析 |
| 4.3 转向节应力值对标 |
| 4.3.1 转向节应变数据采集 |
| 4.3.2 台架试验与仿真对标 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 转向节形状优化 |
| 5.1 试验设计 |
| 5.2 减震套筒工况可靠性分析 |
| 5.2.1 可靠性分析理论 |
| 5.2.2 定义输入变量 |
| 5.2.3 转向节可靠性分析 |
| 5.2.4 转向节灵敏度分析 |
| 5.3 转向节形状优化 |
| 5.3.1 转向节有限元优化 |
| 5.3.2 优化模型验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）基于麦弗逊结构汽车转向节的试验台架开发及验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景及来源 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第2章 汽车麦弗逊悬架技术分析 |
| 2.1 汽车悬架介绍 |
| 2.2 麦弗逊悬架特点和应用车辆 |
| 2.3 麦弗逊悬架结构分析 |
| 2.3.1 麦弗逊悬架结构组成 |
| 2.3.2 转向节约束及作用 |
| 2.4 硬点位置范围总结 |
| 2.4.1 刚体运动空间坐标计算基础 |
| 2.4.2 硬点位置 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 转向节试验台架设计 |
| 3.1 转向节试验分析 |
| 3.1.1 静载试验分析 |
| 3.1.2 耐久性试验分析 |
| 3.1.3 转向节试验系统组成 |
| 3.1.4 试验载荷分析 |
| 3.2 试验标准技术要求 |
| 3.2.1 静载试验标准技术要求 |
| 3.2.2 耐久性试验标准技术要求 |
| 3.3 试验台架三维结构设计 |
| 3.3.1 试验台架结构设计要求 |
| 3.3.2 试验台架设计结构原理 |
| 3.3.3 参数化建模 |
| 3.3.4 标准件造型改进 |
| 3.4 试验台架有限元仿真分析 |
| 3.4.1 有限元分析概述 |
| 3.4.2 有限元模型建立 |
| 3.4.3 试验台架静力分析 |
| 3.4.4 试验台架疲劳分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 转向节试验台架设计验证 |
| 4.1 静载试验验证 |
| 4.1.1 单孔静载试验验证 |
| 4.1.2 主轴静载试验验证 |
| 4.2 耐久性试验验证 |
| 4.2.1 单孔耐久性试验验证 |
| 4.2.2 主轴耐久性试验验证 |
| 4.3 仿真与静载试验对标 |
| 4.4 仿真与耐久性试验对标 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 轿车轻量化技术的重要性及发展现状分析 |
| 1.1.1 轿车轻量化技术的背景及重要性 |
| 1.1.2 轿车轻量化技术的发展现状 |
| 1.2 轿车结构轻量化技术的若干难点问题 |
| 1.2.1 材料选择与工艺创新问题 |
| 1.2.2 结构优化设计问题 |
| 1.2.3 可靠性分析与保障问题 |
| 1.3 可靠性分析的基本理论与方法 |
| 1.3.1 可靠性分析的一般概念 |
| 1.3.2 可靠性设计与分析方法 |
| 1.3.3 提高可靠性的方法及可靠性目标的确定 |
| 1.4 轿车结构设计与可靠性分析的CAE技术基础 |
| 1.4.1 静态分析与动态分析CAE技术 |
| 1.4.2 显式分析与隐式分析CAE技术 |
| 1.4.3 有限元单元类型与建模要点 |
| 1.5 研究目标定位与主要研究内容 |
| 1.5.1 研究定位和总体目标 |
| 1.5.2 主要研究内容及章节结构 |
| 第2章 面向轻量化设计与可靠性分析的轿车关键件工况模拟载荷计算理论和方法 |
| 2.1 轿车运行工况载荷的不确定性及其关键件设计载荷依据 |
| 2.1.1 轿车运行工况载荷的不确定性 |
| 2.1.2 轿车关键件设计中的一般载荷依据 |
| 2.2 轿车关键件工况模拟载荷计算方法 |
| 2.2.1 轿车承载传力系统的基本构成及主要传力路径 |
| 2.2.2 基于全正向开发条件下的源载荷强度准则 |
| 2.2.3 强化路面道路工况载荷模拟计算方法 |
| 2.3 面向关键件工况模拟载荷计算的轿车整车仿真建模平台构建方法 |
| 2.3.1 轿车承力关键件及整车仿真建模的柔性共享平台构建原则 |
| 2.3.2 参数化轮胎模型构建 |
| 2.3.3 仿真共享参数库构建 |
| 2.3.4 强化路面仿真建模 |
| 2.4 显式与隐式联合仿真方法 |
| 2.4.1 整车动态仿真的总体思路 |
| 2.4.2 子模型隐式仿真方法 |
| 2.4.3 隐式与显式联合仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于载荷循环迭代的悬架关键件轻量化优化及可靠性分析方法 |
| 3.1 基于载荷循环迭代的悬架关键件轻量化设计流程 |
| 3.1.1 悬架仿真模型建立 |
| 3.1.2 载荷工况分析 |
| 3.1.3 关键件受力分析 |
| 3.1.4 基于载荷循环迭代的轻量化设计流程 |
| 3.2 悬架锻压件结构轻量化参数化优化方法 |
| 3.2.1 悬架锻压件结构轻量化参数化模型 |
| 3.2.2 悬架锻压件轻量化流程与寻优策略 |
| 3.3 悬架关键件的轻量化结构优化 |
| 3.3.1 摆臂轻量化参数优化 |
| 3.3.2 转向节轻量化参数优化 |
| 3.4 基于载荷一致性及载荷循环迭代的悬架关键件可靠性分析 |
| 3.4.1 可靠性分析目标设定与计算方法 |
| 3.4.2 基于载荷一致性及载荷循环迭代的摆臂可靠性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电驱传动系统中复合结构轻量化设计与基于制造误差的可靠性分析方法研究 |
| 4.1 电驱传动系统关键件的载荷特征及可靠性设计要点 |
| 4.1.1 电驱传动系统的构成及载荷类型与可靠度分配 |
| 4.1.2 电驱传动系统关键件的载荷特征及可靠性设计难点 |
| 4.1.3 密封件的载荷特征及可靠性设计难点 |
| 4.2 基于装配误差的电机主轴的轻量化设计与可靠性分析方法 |
| 4.2.1 电机主轴的结构特征及建模仿真 |
| 4.2.2 电机主轴的轻量化设计及疲劳失效分析 |
| 4.2.3 电机主轴装配误差对疲劳寿命影响分析 |
| 4.3 基于多参数变化的减速箱轻量化设计与可靠性分析方法 |
| 4.3.1 电驱传动减速箱的有限元模型及轻量化设计要点 |
| 4.3.2 减速箱轴的可靠性分析 |
| 4.3.3 电驱传动减速箱的机械可靠性分析 |
| 4.4 基于内压增强的传动半轴的轻量化设计与失效分析 |
| 4.4.1 传动半轴的结构与载荷特征分析 |
| 4.4.2 基于复合结构的传动半轴轻量化设计 |
| 4.4.3 传动半轴的疲劳寿命分析 |
| 4.5 基于刚度匹配性和几何型面匹配性的减速箱的密封系统可靠性分析 |
| 4.5.1 减速箱密封系统的基本构成及几何与力学特征 |
| 4.5.2 基于刚度和公差影响的金属密封面的可靠性分析 |
| 4.5.3 基于刚度和公差影响的油封密封件可靠性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 典型高强度钢车身骨架复合梁的结构轻量化设计及可靠性分析方法 |
| 5.1 车身的一般结构形式 |
| 5.2 高强度钢车身结构特点分析 |
| 5.2.1 高强钢车身的强度与刚度的矛盾 |
| 5.2.2 高强度钢车身成型工艺与结构设计要求 |
| 5.2.3 高强钢零部件的连接 |
| 5.3 基于波纹板加强结构的车身骨架复合梁轻量化设计 |
| 5.3.1 典型高强度钢车身骨架梁的结构形式与受力变形模式 |
| 5.3.2 波纹板加强结构设计及主要特征参数与仿真建模 |
| 5.3.3 基于波纹板加强结构的车身骨架复合梁的性能分析 |
| 5.4 典型车身骨架梁的可靠性分析 |
| 5.4.1 盒形骨架梁在极限载荷下的变形模式与失效研究 |
| 5.4.2 骨架梁的焊接失效模式研究 |
| 5.4.3 基于设计公差的骨架梁结构失稳模式分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 轻量化样车在强化路面可靠性试验的CAE建模仿真与道路试验验证 |
| 6.1 整车强化路面可靠性试验基本要求及CAE仿真的主要难点 |
| 6.2 基于柔性共享平台的轻量化样车整车动态仿真建模 |
| 6.2.1 车身系统与动力传动系统建模 |
| 6.2.2 底盘系统建模 |
| 6.2.3 联合仿真结果及分析 |
| 6.3 悬架K&C特性试验 |
| 6.4 强化路面可靠性试验 |
| 6.5 强化路面可靠性试验数据处理与分析 |
| 6.6 可靠性试验结果分析及仿真结果对比 |
| 6.6.1 静态测试-K&C特性参数试验与仿真的比较 |
| 6.6.2 静态测试-摆臂应变试验与仿真的比较 |
| 6.6.3 动态工况-车身系统关键参数试验与仿真的比较 |
| 6.6.4 动态工况-摆臂应变试验与仿真的比较 |
| 6.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 攻读学位期间所参加的科研项目 |
| 致谢 |
（9）丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2 驱动桥轻量化技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 轻量化技术的分类 |
| 1.2.2 驱动桥轻量化技术的国外研究现状 |
| 1.2.3 驱动桥轻量化技术的国内研究现状 |
| 1.3 本文研究的内容 |
| 1.4 本文研究内容的技术路线 |
| 2 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的静力学分析 |
| 2.1 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的基本参数 |
| 2.2 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的结构组成和功能 |
| 2.3 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的三维建模 |
| 2.4 前转向驱动桥壳组件的静力学分析 |
| 2.4.1 前转向驱动桥壳组件有限元模型的材料属性 |
| 2.4.2 前转向驱动桥壳组件有限元模型的网格化分 |
| 2.4.3 前转向驱动桥壳组件的网格质量检查 |
| 2.4.4 前转向驱动桥壳组件的连接处理 |
| 2.4.5 前转向驱动桥壳组件的受力加载 |
| 2.4.6 前转向驱动桥壳组件的静力学分析结果 |
| 2.5 前转向驱动桥传动组件的静力学分析 |
| 2.5.1 锥齿轮传动系中的静力学计算前处理 |
| 2.5.2 锥齿轮传动系静力学计算结果与分析 |
| 2.5.3 差速器传动系静力学分析 |
| 2.6 调平油缸缸杆静力学分析 |
| 2.7 转向节组件的静力学分析 |
| 2.7.1 转向节组件单倍附着力工况有限元计算结果及分析 |
| 2.7.2 转向节组件两倍地面附着力工况有限元计算结果及分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化设计 |
| 3.1 前转向驱动桥壳组件的轻量化设计 |
| 3.1.1 前转向驱动桥壳组件结构优化设计 |
| 3.1.2 前转向驱动桥壳组件的尺寸优化模型 |
| 3.1.3 变量参数的试验设计 |
| 3.1.4 输出参数的拟合度曲线 |
| 3.1.5 响应面参数灵敏度分析 |
| 3.1.6 响应面优化结果 |
| 3.1.7 前转向驱动桥壳组件轻量化设计后静力学分析 |
| 3.2 转向节组件的轻量化设计 |
| 3.2.1 转向节组件的尺寸优化模型 |
| 3.2.2 响应面输出参数的拟合度曲线 |
| 3.2.3 响应面参数灵敏度分析 |
| 3.2.4 响应面优化结果 |
| 3.2.5 转向节组件轻量化设计后静力学分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 前转向驱动桥轻量化设计前后的模态分析 |
| 4.1 模态分析原理 |
| 4.2 前转向驱动桥壳组件轻量化前的模态分析 |
| 4.2.1 模态分析的类型 |
| 4.2.2 前转向驱动桥壳组件轻量化前自由模态的结果及分析 |
| 4.2.3 前转向驱动桥壳组件轻量化前约束模态的结果及分析 |
| 4.3 前转向驱动桥壳组件轻量化后的模态分析结果 |
| 4.4 转向节组件轻量化后约束模态的结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 丘陵山地拖拉机前转向驱动桥轻量化效果评估 |
| 5.1 轻量化效果评估方法研究 |
| 5.2 前转向驱动桥的轻量化效果评估系数计算 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（10）汽车铝合金转向节结构拓扑优化与有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 转向节国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 转向节载荷的确定方法 |
| 2.1 载荷工况的定义 |
| 2.2 车轮力的计算 |
| 2.3 有限元建模方法的对比 |
| 2.3.1 有限元模型的建立 |
| 2.3.2 模型求解与结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 转向节的结构拓扑优化 |
| 3.1 拓扑优化概述 |
| 3.2 拓扑优化的关键问题 |
| 3.3 多目标拓扑优化目标函数的建立 |
| 3.4 转向节拓扑优化有限元模型建立 |
| 3.4.1 优化设计空间与网格模型的建立 |
| 3.4.2 载荷工况的选取 |
| 3.4.3 材料属性 |
| 3.4.4 拓扑优化模型建立 |
| 3.5 拓扑优化结果与结构数模建立 |
| 3.5.1 拓扑优化结果比较 |
| 3.5.2 转向节工程化结构模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 转向节的有限元分析 |
| 4.1 材料试验与材料参数的获取 |
| 4.1.1 材料试样获取与试验方案 |
| 4.1.2 试验结果与数据处理 |
| 4.2 转向节有限元模型的建立 |
| 4.3 转向节静载工况强度分析 |
| 4.3.1 普通工况的最大应力分析 |
| 4.3.2 极限工况的最大累积塑性应变分析 |
| 4.3.3 极限工况的永久变形分析 |
| 4.4 转向节安装点的刚度计算 |
| 4.4.1 刚度计算的边界条件 |
| 4.4.2 转向节的刚度计算与结果 |
| 4.5 转向节工艺数模的建立与强度校核 |
| 4.5.1 考虑制造工艺的结构数模建立 |
| 4.5.2 工艺数模的有限元分析与结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 转向节的疲劳仿真分析 |
| 5.1 疲劳分析基本原理 |
| 5.1.1 疲劳寿命预测方法 |
| 5.1.2 疲劳分析循环应力求解方法 |
| 5.1.3 疲劳累积损伤理论 |
| 5.1.4 多轴疲劳分析方法 |
| 5.2 转向节的疲劳分析技术方法 |
| 5.2.1 转向节疲劳分析流程 |
| 5.2.2 转向节的材料应变寿命曲线 |
| 5.3 转向节的疲劳仿真分析 |
| 5.3.1 转向节的疲劳载荷谱 |
| 5.3.2 转向节动态载荷有限元分析 |
| 5.3.3 二轴性分析 |
| 5.3.4 转向节疲劳分析结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 转向节的台架试验与验证 |
| 6.1 转向节应变测试与有限元模型验证 |
| 6.1.1 验证方案与应变测点选取 |
| 6.1.2 应变测试平台搭建 |
| 6.1.3 转向节静态应变测试与仿真模型的验证 |
| 6.1.4 转向节动态应变测试与仿真模型的验证 |
| 6.2 转向节极限强度试验验证 |
| 6.2.1 极限强度试验方案与载荷定义 |
| 6.2.2 转向节极限强度试验与结果 |
| 6.3 转向节疲劳强度试验验证 |
| 6.3.1 制动工况疲劳试验 |
| 6.3.2 转向臂疲劳试验 |
| 6.3.3 控制臂安装点疲劳试验 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、转向节结构有限元分析（论文参考文献）
- [1]汽车转向节轻量化研究[D]. 宋道坦. 合肥工业大学, 2021
- [2]微客转向节性能分析与轻量化优化[D]. 孙超. 江苏大学, 2020(02)
- [3]6082铝合金热成形行为及其在汽车转向节高温精密锻造的应用[D]. 高俊. 吉林大学, 2020(08)
- [4]页岩气长水平段取芯爬行机器人机构设计与研究[D]. 张朝界. 西华大学, 2020(01)
- [5]基于ADAMS载荷分解的铝合金转向节力学性能分析[D]. 陈孟杰. 燕山大学, 2019(03)
- [6]汽车铝合金转向节的仿真分析及试验验证[D]. 申胜宇. 燕山大学, 2019(03)
- [7]基于麦弗逊结构汽车转向节的试验台架开发及验证[D]. 刘明余. 燕山大学, 2019(03)
- [8]基于工况模拟载荷的轿车关键件轻量化设计及可靠性分析方法研究[D]. 胡红舟. 湖南大学, 2019(07)
- [9]丘陵山地拖拉机前转向驱动桥的轻量化研究[D]. 潘群林. 西华大学, 2019(02)
- [10]汽车铝合金转向节结构拓扑优化与有限元分析[D]. 曾文豪. 华南理工大学, 2018(12)