题目：轻型载货车车架与钢板弹簧的有限元分析

摘要随着全球市场和全球制造的形成，我国汽车工业自主创新开发能力差、技术水平低的现状正面临着严峻的挑战。以有限元方法为基础的CAE技术日益成为迎接这一挑战的一把利刃。本课题以某厂生产的轻卡的车架和钢板弹簧为对象，应用有限元分析技术，通过三维实体建模、详细有限元建模、静力学分析、模态分析和谐响应分析等数字化产品设计开发技术对车架和钢板弹簧进行了分析。本文的主要研究工作如下：首先建立了车架和钢板弹簧的三维实体模型，划分网格之后，建立了各个零件的有限元模型，并组装成了车架和悬架的有限元模型；在I-DEAS环境下导入建立的钢板弹簧模型，划分网格后建立了钢板弹簧的有限元模型。对钢板弹簧进行静力分析后绘制了刚度曲线，得到了钢板弹簧的刚度值。分析结果可以发现：簧片间接触约束中摩擦系数的设置对钢板弹簧静力学分析的结果影响很小，在一般分析中可以忽略不计；对车架的模型进行静力学分析计算出了车架的弯曲刚度和扭转刚度；验证了车架在弯扭组合的危险工况下满足静强度要求。对车架和钢板弹簧进行了模态分析、谐响应分析等动态性能分析，研究了由于左前车轮受到地面激励而引发的车架位移（即谐响应分析），提取了驾驶室的安装位置在频域的响应曲线，发现车架的动态性能较差，影响了乘员的乘坐舒适性。本课题所进行的研究为车架的改型设计提供了有益的参考。