汽車車架
關注創建者：汽車知識小助手 創建時間：2021-07-13
汽車車架的實例教程
針對車架結構有限元分析中關鍵問題的研究，闡述了對車架結構進行有限元靜力分析和動力分析的規范。同時，規范化了使用MSC.PATRAN建立汽車車架結構桿系有限元模型的步驟，這些規范化的步驟可以縮短了車架結構有限元分析的時間，提高了研究工作效率，以達到快速分析汽車車架結構的剛度、強度和振動特性的目的。
基于_MSC.NASTRAN_的汽車車架結構的仿真研究.pdf
圖5 循環補料配送流程
技術工藝支持
重型汽車車架的鉚接工藝是車架制造過程中的關鍵技術之一。在此次鉚接產能提升拉動的突破過程中功不可沒。
從生產準備到生產過程指導，從車架總成鉚接流水線線體一工位到車架總成下線轉序；從圖紙中鉚釘、螺栓、預留孔的識別到鉚釘的鉚接，螺栓、橫梁總成的裝配；從工藝提升到小微創新等等；都離不開現場工藝的支持。在生產瓶頸質量問題面前，工藝人員充分發揮優勢積極參與質量問題的分析、攻關與改進，使疑難、痼疾質量問題迎刃而解。在生產過程中尋求新的工藝、新的方法解決生產困難，確保了生產節拍和產品質量，為車架總成順利按期保量交付做好服務。
通過此次鉚接產能的提升拉動，分析產能提升制約點；按照流程和制度，以鉚接計劃倒逼前道工序；以鉚接為主線，所有與生產有關的因素都圍繞其展開。提高了車架鉚接流水線生產效率和工藝水平，在訂單市場下提高了重型汽車車架市場競爭力。同時降低了工人勞動強度，生產計劃的合理安排確保車架總成按期按量交付，從而在產能提升過程中激發員工小微創新、優化工藝，實現創收雙贏。
結束語
重卡生產廠家的生產計劃是市場決定的，在市場計劃量增加的情況下，如何既保證產品質量又保證交貨期，這是所有制造型企業都必須重點解決的問題。目前在一段時間內，全部將現有設備更換成最先進的設備顯然不符合實際。為此我們在充分發揮現有設備能力的情況下，從生產組織方式、優化流程、規范制度等方面改造逐步向自動化生產靠攏，盡早實現工業4.0。
展開 而現在福特正在與汽車零部件供應商麥格納合作，嘗試使用這種材料研發出適用于普通汽車的汽車副車架。麥格納和福特已經合作開發出碳纖維復合材料的汽車副車架原型，其由45個鋼制零件組成，并用兩個注塑件和四個額外的金屬件代替了此前的副車架。
使用碳纖維復合材料汽車副車架使零部件使用量減少了87％，另外由于碳纖維的輕質特性，讓車身重量降低34%。這也是麥格納公司首次利用碳纖維打造汽車結構部件。 在過去，該公司曾研發出碳纖維發動機罩，并將其應用到凱迪拉克CTS/ATS-V系列，并為福特野馬Shelby Cobra GT500打造碳纖維格柵口加固件。
福特不久后將使用纖維復合材料副車架原型在其車輛上進行測試。測試將評估這些部件對腐蝕和巖屑的負荷保持力，以及暴露的車身底部部件的兩個主要問題。
副車架是一輛汽車的重要組成部分。它們的主要目的是減小路面震動的傳入，以及提高懸掛系統的連接剛度，并有助于分配底盤負載和保持前端部件，如發動機和動力傳動系統。一般家用車上大部分都采用鋼制副車架。
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展開 摘 要：本文在有限元軟件HyperWorks中建立了車架的有限元模型，并通過OptiStruc求解器進行模態計算，將理論模態分析結果與試驗模態分析結果進行了對比，對比結果證明了理論分析和試驗分析基本一致，說明有限元模型是正確合理的，是對車架進一步進行理論計算的基礎。
關鍵詞：HyperWorks 車架 模態分析有限元
1 前言
重型汽車車架是一個無限多自由度的振動系統，在外界的時變激勵下將產生振動。當外界激振頻率與系統的固有頻率接近時，將產生共振。共振將會使得乘員感覺不舒服，帶來噪聲和早期疲勞破壞。因此，合理的車架模態對提高整車的整車的可靠性和NVH性能等有十分重要的意義。在汽車產品設計開發過程中，預先掌握所設計產品的動態特性，使所設計的產品滿足動態特性要求，對車輛的動態特性是非常重要的。可以從兩個方面獲得產品結構的固有振動頻率和振型，一種方法是通過試驗的方法，對樣車進行模態試驗，識別出結構的各階模態頻率和振型，另一種方法是通過理論分析計算，分析計算出結構的各階模態和振型。試驗方法的局限性是必須在設計樣車制造出來之后，才能進行試驗分析。通過對實際樣車的試驗分析，得出產品的基本動態特性，如果不能滿足設計需求，需要重新設計，然后再生產樣車試驗。如此往復多次，才能得到一個較為滿意的產品。但是產品開發周期長費用高，不能夠迅速推出產品，占領市場，對企業發展不利。理論計算分析則可以在設計的初始階段，不需要生產樣車，通過計算分析就能夠得到產品的各項動態性能指標，這樣就很大程度上節省開發費用，并縮短研發周期。
本文利用有限元方法，采用HyperWorks軟件離散并建立了重型汽車車架的有限元模型，利用求解器計算，得出了車架的前十階自由模態頻率和振型，并和試驗模態進行了對比。
展開 從以上的理論計算和試驗分析結果可知，第二階試驗模態則沒有在試驗中測出，分析其原因，由于在試驗過程中，車架的前后方向通過充氣輪胎內胎進行支撐，由于車架較重，導致支撐輪胎的外邊緣向上翻起，限制了車架的橫向自由度，其次是實驗數據的測試處理誤差造成的。除了第二階模態沒有測試出來之外，其它幾階理論與試驗模態是一致的。使用OptiStruct求解器得出的理論模態頻率與試驗模態頻率的誤差在10%以內，計算精度較高，完全滿足工程設計的需求。車架有限元模型可以用來做進一步的計算分析，分析車輛的力學特性，為設計提供理論依據。
5 參考文獻
[1] 馬天飛，王登峰，劉文平.重型商用車駕駛室白車身的模態分析與試驗研究.汽車工程，2009，（VO1.31)NO.7.
[2] 高云凱.汽車車身結構分析.北京理工大學出版社，2006.
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問題描述
汽車的前副車架是連接車身和車輪的中間裝置，起支撐、隔振以及提高懸架剛度的作用。汽車前副車架是汽車各大總成的載體，是重要的受力部件。
本例研究汽車副車架的強度、模態和質量表現。
主要是建立參數化模型后提交Optistruct求解，便于Isight進行集成軟件。
具體地：
（1）選用MeshWorks對有限元模型進行網格變形，具體包括：板面厚度（Gauge）、空間尺寸位置（Offset、Translate）、孔徑（Scale）、曲率大小等，將以上作為參數變量。
</div><div contenteditable="false" width="100%"><br></div><div contenteditable="false" width="100%">本例研究汽車副車架的強度、模態和質量表現，主要針對副車架的梁板厚進行優化。
背景
在第一個應用案例中，Tower International工程師面臨的挑戰是確定用于汽車車架組件沖壓的現有模具墊板是否可以用于負載更大的沖壓工藝過程。模具墊板是連接到沖壓床上的板件，用于定位和固定模座，模座用于支撐包含型腔的模具固定器，這些型腔在沖頭下降時使零部件坯料變形。
孫志遠等[9]用拓撲優化的方法對汽車前車架進行了輕量化設計，車架在結構優化后減輕了30.8%;Kiani等[10]用拓撲優化的方法對鎂材料的車身進行輕量化設計，仿真結果顯示了車身在滿足碰撞和振動要求下，質量大幅減少。
本文采用碳纖維復合材料代替傳統鋼制材料車門進行輕量化設計。
關鍵詞：消隙力;CATIA軟件;有限元;CAE設計;
0 引言
通過螺栓螺母緊固，中間夾持套管的U型開檔支架結構在機械上應用較多，如汽車底盤副車架上的擺臂安裝支架多為此類結構[1]。為便于裝配，U型支架和套管通常設置間隙配合，在緊固夾持時需要先消除間隙，所消耗的力即為消隙力。消隙力會損耗螺栓的拉伸力，過大易導致接頭的安全系數不足，使接頭容易松動[2]。
[2] 張繼君.基于MSC.NXNASTRAN的汽車車架結構的仿真研究[D].長春：吉林大學，2001.
[3] 徐達，蔣崇賢.專用汽車結構與設計[M].北京：北京理工大學出版社，1994.
文章來源：機車車輛工藝
參考文獻：
[1] 馬芳武,王卓君,楊猛,等 .汽車后副車架輕量化概念設計方法研究[J].汽車工程,2021,43(5):776-783.
[2] 郭乾統,田凌 . 面向機械產品概念設計的知識庫設計研究[J].圖學學報,2015,36(5):712-723.
2、行駛系Abaqus解決方案
汽車行駛系包括車架車橋懸掛和車輪等總成，它起著連接汽車各大總成，承受各總成和發動機，變速箱，駕駛室，電瓶，郵箱，備胎等設備和運輸載荷的作用力，并接收高速行駛，轉向，制動等工況和汽車外表面空氣阻力等多種作用，強度設計非常重要。此外，行駛系統擔負吸收沖擊能量，緩和沖擊力，保證乘坐舒適性的作用，因此對行駛系的剛度要求也比較高。
日產Leaf 電池包
車身底部懸置式電池包采用螺栓連接于汽車車架底部，具有設計高效靈活、生產制造獨立性好等優點，是乘用車廣泛采用的動力電池包結構形式，如日產Leaf、吉利帝豪EV等車型。
