车架轻量化设计
摘要
本田节能赛车车架是赛车的重要组成部分，车架承载着赛车所有的零部件及总成。赛车在进行比赛时，来自赛道的全部载荷将传递给车架，所以强度、刚度在车架的设计、制作过程中扮演着重要角色。利用 solidworks 软件平台对赛车车架进行三维建模，结合有限元原理，在计算机上运用 ANSYS软件组建基于管状单元的车架分析模型，并且对其进行简化；运用有限元分析软件对车架结构进行满载工况下进行下进行强度刚度分析，得到车架结构，并通过试验验证建立的车架结构有限元模型是正确的；利用有限元分析结果，改进车架结构设计，在确保其强度、刚度的前提条件下，减少车架材料的使用，降低车架结构的质量；最后，运用有限元分析软件对改进优化后的最新的车架结构分析，结果显示车架结构改进设计是合理的、安全的，满足设计要求。
关键词：车架；轻量化；优化；仿真
ABSTRACT
Honda energy-saving car frame is an important part of the car frame, car carrying all parts and assemblies. The car in the game, all of the load from the track will be passed to the frame, so the strength and stiffness of the frame design, in the production process plays an important role. Three dimensional modeling of car frame using SolidWorks software platform, combined with the principle of finite element method, using the ANSYS software in the computer analysis model on the formation of tubular frame based on the element, and it is simplified; using finite element analysis software of frame structure under the condition of full load stiffness strength analysis, get the frame structure, frame finite element the structure model and verify the correctness; using the finite element analysis results, the improved frame structure design,in order to ensure the strength and stiffness of the premise, to reduce the use of frame materials, reduce the quality of the frame structure; finally, by the analysis of the frame structure of the latest improved finite element analysis software, the results show that the frame structure design is reasonable and safe, meet the requirements of design.
Key Words：Frame；lightweight；optimization；Simulation
1 绪论
1.1 背景
当前能源危机已经越来越显现，而与之同时汽车的节能减排已经成为了社会热点问
题之一。
现如今世界石油消耗量逐年增加，全球从1970年的23亿吨提升到了2006年的35亿
吨。虽然从我们得知的消息—所探明的石油储量一直在递增。但以现阶段原油的消耗速度来看，到 21 世纪中叶的时候，地球石油资源就会接近枯竭，这已成为我们不得不面对的一个现实性问题。海外的许多发达国家在 20 世纪中期的时候就已开始进行了战略调整，他们那时已经意识到凭借传统石化资源类似推动经济增长的这种模式已经走到了尽头，我们需要寻求一种新的能源来解决未来这种可
预见的能源危机。我国作为能源消耗大国，又是石油资源相对匮乏，产能也相对稀缺的国家。加之粗放型的经济模式，所有这种危机感要更强烈一些。近年来过架年产石油在 2 亿吨左右，远远不能自给，仍需要每年从国外进口原油将近 2.4 亿吨，石油进口源主要是中东、东非等敏感政治地区。
伴随着我国石油消耗量的逐年增加然而带来的环境污染问题也是不言而喻的，随之而来的的氮污染、硫污染、铅污染也是逐渐地影响到了我们的日常生活。由于我们国家还是处于社会主义国家，粗放型的市场经济所带来的繁荣是短暂的，也是社会发展过程中必不可少的一个阶段我们国家进入 WTO 后市场经济的发展逐年增速，许多西方国家和欧美国家由于中国的发展他们似乎有了前所未有的危机感。现在我国的 CO2排放量一路从国三标准上升到国四标准，西方国家在其工业革命时期已经转换了发展模式，已经度过了那个先污染后治理的社会发展形态。强迫我国采用欧四标准，这一要求必然给国家带来经济上的前所未有的打击,遇到前所未有的挑战。
1.2 研究意义
轻量化的主要指导思想是在确保稳定提升性能的基础上，节能化设计各总成零部件。赛车轻量化是一个系统工程，必须将轻量化的思想贯穿赛车设计的始终，这对提高赛车动力性、以及燃油经济性都具有重要意义。
(1)轻量化是提高赛车动力性的需求
在赛事中，赛车的动力性能是排在第一位的。赛车的动力性主要取决两大因素：发动机的功率和赛车行驶阻力。由于大赛规则要求驱动赛车的发动机必须为四冲程、排量以下的活塞式发动机，在进气系统的节气门与发动机之间必须安装一个横截面为圆形直径不大于的限流阀，并且所有发动机的进气气流都应流经此限流阀。此举使得发动机的功率不可能无限制增大。为了提高赛车动力性，另一条可行途径就是降低赛车行驶阻力。行驶阻力由部分组成：滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力和空气阻力。除了空气阻力主要与车身大小、形状以及车速有关外，其他项均与车重成正比。因此从汽车行驶阻力来看，施行轻量化设计，降低赛车重量，有助于减小行驶阻力，提高赛车动力性。
(2)轻量化是燃油经济性的需求
汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量。实验证明，汽车整备质
量每减少公斤，百公里油耗可降低升；汽车重量降低油耗可降低。减少发动机排量受到保证赛车动力性的限制，而赛车轻量化可以提升赛车动力性的同时又达到燃油经济性的目的。
1.3 相关研究领域
从汽车发明以来，在很长的时间里，随着汽车工业的发展，汽车变得越来越重。为了达到同样的驾驶功率，新车型装备的发动机也必须越来越强劲，发动机的重量也势必越来越重。虽然通过发动机技术的改进，燃油消耗可以保持不变或略低，但重量和功率比还是呈螺旋式上升。比如在第二次世界大战之后生产的轿车一般重250kg,而如今生产的小轿车整备质量至少1000kg在以上。例如大众生产的紧凑型轿车一年款高尔夫最基本配置的整备质量为1230kg。自上世纪七十年代以来，随着材料技术和设计制造技术的进步，汽车重量逐年减少。例如在美国，上世纪八十年代初，中型轿车平均整备质量1520kg.为九十年代初下降至九十年代末下降至1475kg。2000年左右世界各国相继出现了百公里油耗的汽车，这类汽车的整备质量基本处于750~850kg之间，而当前同类车轻年奥迪公司开发
的3L轿车质量只有同类的50%。据悉，目前各大跨国车企都致力于通过采用高强度材料或镁锅材料、结构优化、工艺革新来实现整车轻量化，并提高整车强度。
近年来，我国在汽车轻量化技术方面也取得了不少成果，2000年，汽车工程学会宣布，汽车轻量化技术创新战略联盟在京成立，标志着多家自主品牌企业第一次在轻量化方面开展自主创新的联盟开始正式运行”。联盟专家委员会主任陈一龙在接受《第一财经日报》采访时表示“联盟将以整车减重、降耗、提高安全性为目标，以解决产业共性应用技术问题为主线，以实现先进的轻量化材料与制造技术的应用为目的，形成联盟内企业共享的轻量化技术开发平台和数据库”在赛车轻量化相关的研究方面，做了车架的理论分析与试验设计，以及路面激励对车架的影响。对赛车设计原则、材料选择、设计方法、底盘等做了研究分析，并对赛车提出了优化建议。比如邝坤阳做了FSAE赛车车架结构分析和优化工作，分析了车架在弯曲、扭转、加速、转弯工况下的应力分布和形变状况，以及做了模态分析。乔邦做FSAE赛车车架在弯曲、扭转、紧急制动、急转弯四种典型工况下的分析，并对车架结构进行了优化以及模态分析。
2三维模型
图 2.1车架的三维模型
3 仿真分析
3.1车架有限元分析
赛车是在平坦的赛道上行驶，不会出现强扭转道路；赛车匀速直线行驶为弯曲工况；赛车制动测试为紧急制动工况；赛车字绕环为急转弯工况。因此本文主要分析赛车在弯曲、紧急制动、急转弯工况下，车架的应力、形变的情况，以及车架扭转刚度和车架弯曲刚度，为车架优化提供依据。
3.2车架有限元模型的建立
车架是赛车零部件的安装载体，安装附件比较繁多，有些对有限元分析结果的影响甚微，但是会增加建模难度，导致计算量大、耗时长、效率低等问题。在
建模时，因此对车架采取必要的简化措施，忽略一些次要因素：
(1)非金属车身仅通过简单的安装点固定在车架上，且具一定柔性，不属于承载结构，对车架的强度或刚度影响非常小，因此忽略车身的影响；
(2)车架上有些构件是为了满足附件安装而设置的，如换挡结构的支架、踏板总成和转向总成的安装吊耳、方向盘的支架结构、仪表板的安装结构、油箱和水箱的安装结构、排气和进气的固定件、电池安装件、座舱底板、链条保护罩、一些装饰件等，这些结构件的变形和内力分布对车架整体强度和刚度的影响很小，因此，在建模过程中作忽略处理；
(3)略去车架结构中对有限元分析结果影响不大的微小特征。例如倒角、小孔等。 4 车架强度刚度计算
按规则对车架材料的规定是碳含量不低于 0.1%的合金钢或低碳钢。因此选择被许多车队采用的 4130 合金钢，其屈服极限为 785MPa ，密度是 7850kg/m3，弹性模量是2.05e11 泊松比是 0.285。
4.1车架静态刚度计算与分析
构件变形就是构件在外载荷作用下形状和尺寸发生的变化。结构的刚度就是指在外
力作用下抵抗该变形的能力。
车架刚度是考核赛车车架性能的重要指标之一，它对车架其他性能如强度和疲劳耐久性
都有很大影响。
4.1.1 车架弯曲刚度理论与评价
车架的弯曲刚度指使车架产生单位挠度所需的载荷。实际弯曲工况指满载货车匀速
行驶在良好路面上的情况。车架承受的载荷包括自身载荷和有效载荷。车架承受的载荷包括自身载荷和有效载荷。对本文赛车车架而言，自身载荷主要是车架自重和安装在车架上的发动机及其附件、转向器、制动踏板以及差速器及半轴等集中载荷；有效载荷主要是指车手的重量以分布载荷的形式作用在驾驶舱座椅安装杆件上。
弯曲刚度影响着整车轴距和车轮定位参数，进而影响整车的操纵稳定性。为计算方便，车架可以简化成一简支梁（如图 4.1 所示），在梁中点处施加集中载荷，得到车架的某点处的垂直挠度和弯曲刚度，其关系式为：
()Lf a Fax EI x
L 6222--=（4.1）
式中， EI —弯曲刚度， ?
F —集中载荷，
a —加载点到支点距离， m
x —测量点到支点距离， m
f —测量点挠度， m ；
L —两支点距离，即轴距， m
通过分析结果得到测量点挠度，将其带入公式（4.3）得到车架该点处的弯曲刚度 EI 。
本文将前、后轴中点处的刚度作为车架的弯曲刚度，即 2
L x a ==，则（4.1）
式可简化为： EI f FL 483（4.2）
图 4.1简支梁弯曲刚度示意图
计算车架弯曲刚度时，对车架有限元模型进行如下约束和加载：约束车架前后轴对
应的车架纵杆位置的节点自由度，其中：约束左前 X 、Y 、Z 方向平移自由度，右前 X 、Z
方向平移自由度，约束左后 Y 、Z 方向平移自由度，只约束右后 Z 方向平移自由度。在前后轴中间位置两侧纵杆处各施加 Z 轴负向大小为 1471.5 N 的集中力。
图 4.2车架弯曲 Z 向变形图
图 4.3 车架弯曲刚度的测点 Z 向位移曲线
从图 4.2 和图 4.3 可以看出，车架沿 Z 轴方向最大位移为 1.85mm ，则弯曲刚度:
1055
.13285.1482943-???=EL .m N 2
? 4.1.2车架扭转刚度理论与评价
车架扭转刚度决定着车辆在扭曲路面行驶时悬架硬点的位置精度，因此是影响车辆
性能的重要指标之一。国外参赛车队均将车架的扭转刚度作为车架设计的重点。扭转
刚度值代表着车架结构抗扭能力的大小，对车架的优化设计也具有重要指导意义。
当四个车轮不在同一水平面时，地面对车架会产生扭转载荷，其会对车架产生非对称支撑而发生扭转变形。由于此工况车速较低，动态扭转的极限工况与静态扭转工况相差无几，因此，车架的扭转特性可以近似地看作是静态的。 扭转刚度通过单位扭转角下的扭矩来计算。平均扭转刚度以单位扭转角下车架所承担的扭矩来描述。车架扭转刚度的计算公式为：
式中，
θT K T =(4.3)
Fb T ?=5.0(4.4)
式中,
K T —扭转刚度，() /.2
m N T —扭矩，m N 2
? θ—车架扭转角，°；
F —前轴轴荷， N ；
b —轴距， m
其中，车架扭转角指在扭转载荷作用下前后轴两横梁相对的回转角，如图 4.4 所
示。
180d
14.3?=
h θ(4.5) h —加载点的垂直位移，
d —加载点到支撑处的距离
本文以前轴处车架的刚度作为整个车架的扭转刚度（即 d=b ），则综合式（4.3）-式（4.5）可得扭转刚度为：
图 4.4 左前轮被抬起时车架扭转示意图
计算车架扭转刚度时，分别约束后轴对应左右车架纵杆位置的 X 、Y 、Z 轴与 X 、Z
轴方向平移自由度，前轴对应车架中心位置 Z 轴平动自由度。在前轴对应左右车架纵杆
位置施加大小为 647 N 分别沿 Z 轴正负方向的集中力，有限元分析结果如图
4.5 所示。
图4.5车架 Z 向扭转变形云图
由结果可知车架 Z 向最大位移为 0.81 mm ，即h =81.0 mm ，代入公式（4.5）得到扭转刚度： K=2086由以往国内外参赛车队所设计的车架扭转刚度的经验值得知K 值一般在 1000 m 以上，故本车架扭转刚度偏大。
4.2 车架强度计算与结果分析
赛车车架强度直接影响到赛车比赛时的可靠性，产生的局部集中应力将会导致车架局部杆焊接处失效断裂，所以保证车架具有足够的强度是非常必要的。由于所研究的车架为复杂的空间桁架结构，仅凭经验进行设计容易导致车架强度不
足或过剩，本文对车架进行强度分析的目的是计算车架在不同载荷作用下的应力和变形，通过分析结果对其进行强度校核，保证车架的工作应力小于车技材料的屈服极限应力，最大限度地发挥设计空间，提高设计可信度。
本文分别对车架在静态弯曲工况、侧向加速度工况、纵向加速度工况三种工况展开分析。
4.2.1静态弯曲工况
弯曲工况下车架受到的载荷主要源于车架自身的质量、驾驶员体重和安装在车架上的各个零部件及总成的质量产生的重力。考虑到汽车左右车轮同时经过凸起或凹坑时产生的载荷冲击效应，在对车架进行弯曲工况分析时还需考虑动载荷效应，对所施加的载荷乘以一个动荷系数。
车架质量为 30.4Kg，驾驶员与座椅质量为 75Kg，发动机总成与油箱的质量为 60Kg，为考虑冲击载荷，作用在车架上的载荷都要乘以一个动荷系数。动荷系数的计算颇为复杂且与汽车行驶的速度、路面不平度和汽车结构的性能参数相关，因此要得到赛车在弯曲工况下的动荷系数难度较大。
车架所在的坐标系是 X 轴方向为车架的纵向，由车架前方指向后方；Y 轴方向为车架的横向，由车架左侧指向右侧；Z 轴指向上方。赛车悬架为双 A 臂独立悬架，因此在车架上的约束点选择为车架与悬架的连接点。在弯曲工况下：约束所有车架与悬架连接点 Z 轴方向的自由度；约束前悬架连接点 X 轴方向的自由度；约束右前悬架连接点 Y 轴方向的自由度，这是为了防止车架在分析时发生横向的刚体位移。
图 4.6车架在弯曲工况下的变形
图 4.7车架在弯曲工况下的最大应力分布
从图 4.6 可知车架的承载杆件都发生明显的位移或变形，主环（防滚架）顶部发生了向倾的位移，最大的变形杆件为下侧边防撞杆，最大变形量为1.452mm. 由图 4.7可知车架最大应力分布在两侧的侧边防撞杆与前环在下部的焊接连接处附近，最大等效应力值为 88.2MPa。由于车架所用材料的屈服极限为 785MPa，最大等效应力值远小于材料的屈服极限，因此车架在弯曲工况下是安全可靠的。
4.2.2侧向加速度工况
汽车在进入弯道行驶时，在轮胎与地面的接触区域，地面会对轮胎产生一个沿着汽车转弯半径指向转弯圆周中心的作用力即向心力，在汽车和驾驶员上由于惯性会产生一个离心力与向心力保持平衡，这时车架就会作用有一个侧向加速度使其发生横向扭曲。假设赛车向左转弯，因此在总体坐标系下施加 14.7N／Kg 的沿 Y 轴正方向的侧向加速度。同时车架还受到重力加速度影响， 36 因此还要在总体坐标系下施加 9.8N／Kg 的沿 Z 轴负方向的重力加速度。车架、发动机总成及油箱的质量都会受到这两个加速度的作用，驾驶员和座椅的质量对车架的作用力则被分解为沿 Y 轴正方向和沿 Z 轴负方向的集中力均匀施加在节点上。对车架进行约束时，约束所有悬架连接点在 Y 轴和 Z 轴方向的自由度，约
束右前悬架连接点X 轴方向的自由度，以防止车架在 X 轴方向上发生刚性位移
图 4.8车架在侧向加速度工况下的变形
图 4.9车架在侧向加速度工况下的最大应力分布从图 4.8可以看出，因为假定赛车向左转弯，车架在没有约束的中间部分向车架的右侧变形，车架整体呈现出一个轻微的 S 型。最大变形位于底部侧边防撞杆，变形量为 1.625mm。由图 4.9 可知车架最大应力位于右边的底部侧边防撞杆与前环的焊接连接处，最大等效应力值为 86.893MPa。在侧向加速度工况下车架的最大等效应力值远小于车架所用材料的屈服极限785MPa，因此车架在侧向加速度工况下是安全可靠的。
4.2.3纵向加速度工况
纵向加速度工况分析是模拟汽车在加速或制动时作用在车架上的载荷对车架的影响。如汽车制动时，路面在车胎上产生一个与汽车前进方向相反的制动力，而同时汽车会产生一个与制动力方向相反的惯性力与之平衡，这时与车架相连接的各部件会对车架产生向前的作用力，车架本身也会产生向前的加速度，使车架发生变形。假设赛车处于紧急制动的状态，四轮同时抱死，因此在总体坐标系下施加 14.7N／Kg 的沿 X 轴负方向的纵向加速度。由于车架同时还受到重力加速度影响，因此还要在总体坐标系下施加 9.8N／Kg 的沿 Z 轴负方向的重力加速度。车架、发动机总成及油箱在这两个加速度的作用下会产生沿 X轴和 Z 轴负方向的力的合力作用于车架。驾驶员和座椅的质量对车架的作用力则被分解为沿X 轴负方向和沿 Z 轴负方向的集中力均匀施加在 122 个节点上。对车架进行约
束时，约束所有悬架连接点在 X 轴和 Z 轴方向的自由度，约束右前悬架连接点
Y 轴方向的自由度，以防止车架在 Y 轴方向上发生刚性位移。
图 4.10车架在纵向加速度工况下的变形
图 4.11车架在纵向加速度工况下的最大应力分布
从图 4.10 可以看出，在设定赛车为紧急制动的条件下，车架的主环和前环部分向车架的前方偏移，发生最大位移的部分在主环顶端圆弧处，位移量为0.9554mm。由图 4.11可知车架最大应力位于主环底部与最下面的侧边防撞杆的焊接连接处，最大等效应力值为 48.396MPa。
在纵向加速度工况下车架的最大等效应力值远小于车架所用材料的屈服极限为785MPa，因此车架在纵向加速度工况下是安全可靠的。
5 结论
（1）对所设计的赛车车架进行五种极限工况下的强度分析变形与应力都很小，强度上有较多的余量。对车架进行刚度分析时，车架的刚度也有一定余量，说明初始设计使用的钢管厚度较大，钢管壁厚选择较为保守。
（2）对车架进行扭转刚度，把扭转刚度经过质量优化后车架质量降低了 6.1Kg。优化结果说明所选择的设计变量、状态变量及优化方法合理有效。
（3）根据规则设计的车架一般偏于保守，今后设计车架时可以尝试直接将各部分杆件的壁厚取规则限定的下限值，然后设定刚度、强度等约束条件，通过分析与优化设计来寻找各杆件壁厚的上限值，确定车架的最小质量。
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致谢
我感到非常地幸运，能在耿杰老师的指导下完成设计论文。在此期间我深深的感
受到老师工作的认真与负责，对我耐心且细致的指导，我由衷地佩服老师学识的渊博
与才华的横溢，近距离地感受到自己与老师之间的差距，老师不仅仅指导了论文的撰
写，还成为我学习的榜样。
从本次设计中我学到了许多新的知识，提高了自己处理事务的能力。
我非常感谢耿老师对我的帮助，感谢您把宝贵的时间花在了我的身上，无以为报，
再次真诚的说一声谢谢，您在我心中是一名优秀的人民教师。在此，感谢本学院所有
的老师，对我的培养教育。
车架设计指南
奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：
1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。 2、车架的类型： 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。
材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。 2．车架 副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等 副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面。 控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。 材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370（370为抗拉强度）其它为SPHE、SPHC，表面处理为电泳 3、纵梁 发动机纵梁总成支撑动力总成 1、动机纵梁总成均由钢板冲压焊接而成，为封闭断面。
车架系统设计指南-奇瑞
编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 1 页共 1 页 奇瑞汽车有限公司 底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：
编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 2 页共 2 页 1、车架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车 内外的各种载荷。 2、车架的类型： 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。公司的P11的车架就属于此类型，如下图1。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车，皮卡和大多数的越野汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 图1 P11车架 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。
编制日期：05. 11.29 编者：祁殿渠版次：02 第 3 页共 3 页这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 2.2奇瑞车架的主要结构件 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度，如图1 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。 材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。 图2 A11横梁 2．副车架 副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等 副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面，如图3。 控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。 材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370其它为SPHE、SPHC表面处理为电泳
车架设计手册汇总
车架设计手册汇总 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
车架设计手册1，范围 本手册适用于客车底盘非承载式及半承载式车架的设计。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB1958-80 形状和位置公差检测规定 GB1184-80 形状和位置公差 GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相焊缝质量分级 3 符号、代号、术语及其定义 车架：汽车承载的基体，支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式（或半承载式）车身等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。 纵梁：车架总成中主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。纵梁沿全长方向多取平直且断面不变或少变，以简化工艺。有时也采取中间断面高、两边较低来保 证纵梁各断面应力接近 横梁：横梁将左右纵梁连在一起，构成完整的车架总成，保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力。有的横梁还需作为发动机、散热器以及悬架系统的紧固 点。 4 设计准则 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例 车架总成在正常使用条件下，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。 应满足的功能要求及应达到的性能要求 车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形量最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性和寿命， 设计输入、输出要求 设计输入为设计任务书及底盘总布置图； 设计输出为车架总成图及相关分总成及零件图。 设计过程的节点控制要求 车架总成要负责控制校核如下内容： 1）协调发动机及其附件在车架纵梁上的安装孔及牛腿安装孔； 2）横梁位置与底盘分总成（油箱、电瓶）及车身结构（前、中、后门、侧围立柱）的匹配； 3）协调制动管路、暖风管路、电线束、油路等管线在车架中的分布及穿线管； 4）校核底盘各总成间的运动干涉，相关总成的装缷空间（如缓速器、传动轴）。 5 布置要求
小车车架设计说明书
毕业设计 说明书 题目名称：小车车架设计 院系名称：机械工程系焊接及自动化班级：焊接11.1班 学生姓名： 指导教师：韩天判 2013年6月7日
摘要 本设计课题是关于小型车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。说明书详细阐明了小型汽车的方案论证：车架的设计要求、车架结构的确定、车架宽度的确定、车架纵梁形式的确定、车架横梁形式的确定、车架纵梁与横梁连接形式的确定、车架的受载分析。 关键词：小车、车架、设计
1 绪论 1.1概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转（局部扭转）。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。
车架轻量化设计
摘要 本田节能赛车车架是赛车的重要组成部分，车架承载着赛车所有的零部件及总成。赛车在进行比赛时，来自赛道的全部载荷将传递给车架，所以强度、刚度在车架的设计、制作过程中扮演着重要角色。利用 solidworks 软件平台对赛车车架进行三维建模，结合有限元原理，在计算机上运用 ANSYS软件组建基于管状单元的车架分析模型，并且对其进行简化；运用有限元分析软件对车架结构进行满载工况下进行下进行强度刚度分析，得到车架结构，并通过试验验证建立的车架结构有限元模型是正确的；利用有限元分析结果，改进车架结构设计，在确保其强度、刚度的前提条件下，减少车架材料的使用，降低车架结构的质量；最后，运用有限元分析软件对改进优化后的最新的车架结构分析，结果显示车架结构改进设计是合理的、安全的，满足设计要求。 关键词：车架；轻量化；优化；仿真 ABSTRACT Honda energy-saving car frame is an important part of the car frame, car carrying all parts and assemblies. The car in the game, all of the load from the track will be passed to the frame, so the strength and stiffness of the frame design, in the production process plays an important role. Three dimensional modeling of car frame using SolidWorks software platform, combined with the principle of finite element method, using the ANSYS software in the computer analysis model on the formation of tubular frame based on the element, and it is simplified; using finite element analysis software of frame structure under the condition of full load stiffness strength analysis, get the frame structure, frame finite element the structure model and verify the correctness; using the finite element analysis results, the improved frame structure design,in order to ensure the strength and stiffness of the premise, to reduce the use of frame materials, reduce the quality of the frame structure; finally, by the analysis of the frame structure of the latest improved finite element analysis software, the results show that the frame structure design is reasonable and safe, meet the requirements of design. Key Words：Frame；lightweight；optimization；Simulation 1 绪论 1.1 背景 当前能源危机已经越来越显现，而与之同时汽车的节能减排已经成为了社会热点问 题之一。 现如今世界石油消耗量逐年增加，全球从1970年的23亿吨提升到了2006年的35亿 吨。虽然从我们得知的消息—所探明的石油储量一直在递增。但以现阶段原油的消耗速度来看，到 21 世纪中叶的时候，地球石油资源就会接近枯竭，这已成为我们不得不面对的一个现实性问题。海外的许多发达国家在 20 世纪中期的时候就已开始进行了战略调整，他们那时已经意识到凭借传统石化资源类似推动经济增长的这种模式已经走到了尽头，我们需要寻求一种新的能源来解决未来这种可
整车布置设计规范(修改稿)
整车总布置设计规范 1.范围 本标准规定了整车总布置设计的原则、规定及应满足的有关法规等。 本标准适用于公司新产品开发时的整车总布置设计。 2.引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 QC/T490-2000：主图板 QC/T576-1999：轿车尺寸标注编码 GB/T17867-1999：轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置 GB14167-1993：安全带固定点 GB11556－1994 ：A、区 GB11565-1989：B区 GB11562-1994：前方视野 GB/T13053-1991：脚踏板 SAEJ 1100：头部空间、上下左方便性 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1整车总布置 明示所有总成的硬点、关键的参数的布置图 3.2设计硬点 轮距、轴距、总长、总宽、造型风格、油泥模型表面或造型面、人体模型尺寸、人机工程校核的控制要求、底盘等与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构，都称为设计硬点。 4.整车总布置图上应确定的参数 4.1整车的外廓尺寸； 4.2轴距和前、后轮距； 4.3前悬和后悬长度；
4.4发动机、前轮的布置关系； 4.5轮胎型号、静力半径和滚动半径、负载能力； 4.6车箱内长及外廓尺寸； 4.7前轮接地点至前簧座的距离； 4.8前簧中心距； 4.9后簧中心距； 4.10车架前部和后部外宽； 4.11车架纵梁外形尺寸及横梁位置； 4.12前簧作用长度； 4.13后簧作用长度； 5.参数确定原则及设计的一般程序 5.1参数确定原则 以设计任务书和标杆样车为基准，按设计任务书上规定的或标杆样车上测定的参数进行总布置，如确实不能满足的，需提出经上级领导批准后方能更改。 5.2设计的一般程序 1）总布置设计人员在接到新车型的开发任务后，首先要进行整车构思，并参与市场调研和样车分析，在此基础上制定出总的设计原则和明确设计目标； 2）各专业所建立标杆样车的3D数模，并提供给整车布置人员； 3）总布置设计人员将各专业所提供的数模装配好； 4）对各总成的匹配和布置关系等进行分析，明确它们的优点和不足； 5）各专业所建立拟采用的总成的数模，不提供总布置人员； 6）总布置人员对新的数模进行分析，并提出可行性的建议； 7）对方案进行评审； 8）评审后对各总成进行修改或开发； 6.主要尺寸参数的确定
车架设计指南
上汽集团奇瑞汽车有限公司 奇瑞汽车有限公司 底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：
上汽集团奇瑞汽车有限公司 1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。 2、车架的类型： 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 2.2车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。 材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。
第四章_货车车身结构及其设计
第4章货车车身结构及其设计 §4-1 概述 货车即载货汽车，人们也称之为卡车，是指一种主要为载运货物而设计和装备的商用车辆，它能否牵引一挂车均可。近年来，随着我国高速公路网的加快建设与不断完善，公路运输行业迎来了大变革、大发展的时代，货车已经从载运货物这一单一功能向可代表物流准时化的物流服务的运输工具这一方向发展，成为了一种社会化的服务工具，因此，货车车身的设计也需要紧跟时代的步伐，满足当今社会的需求。 货车车身包括驾驶室和车箱两部分。在高度追求运输效率的今天，货车通常是昼夜不停地行驶，驾驶员轮换驾驶，驾驶室作为驾驶员和乘员工作和休息的空间，其设计既要满足实用性、耐用性、空气动力性、安全性等基本性能要求，也要具有良好的人机工程环境。货车车箱根据不同的需要可以设计成多种形式，其结构也各不相同，在设计时需考虑的有车箱结构强度、车箱尺寸及容量、前后轴载荷分配等因素，对于厢式车箱还要考虑空气动力性能。 由此可见，在设计货车车身结构时，需要综合地考虑货车的实用性、耐用性、安全性、舒适性以及其他各方面相关的因素。 4.1.1、货车的分类 货车的种类繁多，形式各异，各国的分类标准有所不同，在我国国家标准GB/T 3730.1-2001《汽车和挂车类型的术语和定义》中，将货车分为普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车和专用货车六大类，具体形式及定义见表4-1。 货车分类定义示意图 普通货车 一种在敞开（平板式）或封闭（厢式） 载货空间内载运货物的货车。 多用途货车在其设计和结构上主要用于载运货物，但在驾驶员座椅后带有固定或折叠式座椅，可运载3个以上的乘客的货车。 全挂牵引车一种牵引牵引杆式挂车的货车。 它本身可在附属的载运平台上运载货物。
轻型货车车架设计讲解
汽车车身结构与设计 课程设计 题目轻型货车车架设计 班级M11车辆工程 姓名刘符利 学号 1121111015 指导教师智淑亚 2014年12
摘要 本设计课题是关于轻型载货汽车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。本说明书涉及了现阶段载货汽车技术的发展趋势，以及国内外载货汽车车架的发展状。 关键词：轻型货车、车架、设计
1 绪论 1.1概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振
中型货车车架设计开题报告
毕业设计开题报告题目名称：中型货车车架设计
1．本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述 (1)选题背景 车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机、底盘和车身等总成连成一个有机的整体，即将各总成组成为一辆完整的汽车。同时，车架还承受汽车各总成的质量和有效载荷，并承受汽车行驶时产生的各种力和力矩，即车架要承受各种静载荷和动载荷。 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。 (2)国内外研究现状 欧美从90年代开始逐渐提高了撞击事故的安全防护标准，这也是凸现出车架刚性重要的另一原因。许多车厂为了在撞击事故发生时能够确保车内乘员的安全，惟有针对车架以及车体进行全面强化，这也使得除了车架以外的强度有所改善，包括钣件厚度的改变以及各种辅助梁的增设也成为各厂惯用的手法。铝合金车架也是其研究方向，少数高性能跑车或是使用了强度更高的碳纤维，或是用碳纤维结合蜂巢状夹层铝合金的复合材料取代了铝合金。 我国的车架企业基本拥有剪切、冲压、焊接、铆接、油漆、机加工六大工艺能力和完善的检测手段、研究设计中心，具有16吨至3000吨的冷冲压能力，具备了开发、设计、生产各种类型车架。
2．本课题有待解决的主要关键问题 1)运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决车架设计中遇到的各种问题。 2)计算车架受力的各种分析包括强度计算和校核等。 3)车架材料的选取。 4)使用MATLAB软件进行输出剪力图和弯矩图。 5)熟练掌握查阅手册图表资料文献。 参考文献 [1] 刘鸿文材料力学-4版.北京：高等教育出版社，2004 [2] 濮良贵纪名刚机械设计.北京：高等教育出版社，2006 [3] 陈家瑞汽车构造（下册）.北京：人民交通出版社，2008 [4] 龚寒微主编汽车现代设计制造：北京：人民交通出版社，1995 [5] 过学迅主编汽车设计．北京：人民交通出版社，2005 [6] 吴宗泽机械零件设计手册．北京:机械工业出版社，2003 [7] 武田信之（日）著，载货汽车设计．人民交通出版社，1997 [8]陈家海著重型汽车车架设计，川汽科技，1999年第2期 [9] 周岁华著商用车车架工艺技术与材料开发，汽车工艺与材料，2007年第8期 3．对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两面） 纵梁的弯矩和剪力的计算 要计算车架纵梁的弯矩，先计算车架前支座反作用力，向后轮中心支座处求矩（见图4-1），可得 1)驾驶室长度段纵梁的弯矩计算 在该段内，根据弯矩差法，则有：
车架电泳线线技术要求
车架以及底盘小件以及薄板件电泳线技术要求 甲方(需方)： 乙方(供方): 乙方向甲方提供车架、底盘小件以及薄板件电泳线设备 1 台(台套)，由乙方进行设备的设计、制造、安装、调试，验收合格后一次性交付甲方使用。为确保项目质量，需满足如下要求： 一、技术要求 1、项目总体要求 1.1涂装工件名称：车架以及底盘小件以及薄板件； 1.2零件最大组挂尺寸：长12米*宽1.1米*高1.6米， 1.3最大重量：1500KG 1.4动力来源：电、压缩空气、天然气； 1.3生产纲领： 车架产量50000台/年，底盘小件和薄板件25000挂/年； 1.4工作制度： 工作制度：每年300天，每天工作20个小时，三班制； 生产节拍：4.8分钟/件 1.5工艺过程： 工艺温度：预脱脂、脱脂温度不低于45℃；磷化温度为35～45℃；电泳温度为28～32℃； 电泳烘干工件表面温度为180℃以上，其余工序常温。
（以上处理方式厂家可按照投标方的最优方案来制定）（每个工位有几个工作点根据工艺平面图确定） 1.6输送方式： 空中输送部分单独招标、地面输送包含在电泳线内 1.7作业点：每个工位有几个工作点根据工艺平面图确定 1.8厂房参数：210×18，厂房高度： 13米 1.9能源: 动力电： 380 Ｖ三相 50HZ 照明电： 220 Ｖ单相 50HZ 自来水：2～3 Kg/cm2（以实际情况为准） 压缩空气：5～6 Kg/cm2（以实际情况为准） 加热源：天然气 1.10有在著名工程机械单位或者汽车行业设计和建设大型阴极电泳涂装线的工程案例，且所承制的单个涂装线项目规模不小于1000万（出具合同证明）； 2、项目内容 2.1项目工作流程 1）工件在上件点上件； 2）工件经前处理、电泳； 3）电泳后转挂至地面链，进入电泳烘房进行烘烤、强冷； 2.2分项工程
车架结构设计-0
大学生方程式赛车车架结构设计 1、方程式赛车车架结构综述 1.1 方程式赛车车架的功用与要求 1.1.1 车架的功用 大学生方程式赛车车架作为赛车的承载基本是赛车的主要承载构件，其功用是支撑车身各主要总成的安装机体，同时承受这些总成的重力以及其传给车架的各种力和力矩，因此，车架应有足够的弯曲强度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身变形量较小:车架也应有足够的强度，以保证其具有足够的可靠性和寿命，车架主要零件在使用期内不应有严重变形或者开裂。同时在保证强度、刚度的前提下车架的自身质量应尽可能小，以较少整车质量从被动安全性考虑车架应具有吸收撞击能力的特点，此外，车架设计时，还要考虑大学生方程式赛车技术规范中的要求。 1.1.2车架的要求 (1) 车架应满足中国大学生方程式汽车大赛车规则（2016）的要求。 1) 方程式赛车车架应有足够的强度，保证赛车在比赛期间的转弯、制动等各种工况下赛车的零部件不会因受力过大而失效。 2) 保证赛车车架的刚度，包括扭转刚度和抗弯刚度，车架保证赛车正常使用。另一方面，车架具有一定的柔度，即但车架弯曲扰度（扭转刚度）不宜过大，避免变形过大影响车架上总成的正常配合和各零部件的过早损坏。 3) 车架的整体质量应尽可能的小，有效的降低赛车的整备质量，同时结构简单，便于制造。 4) 赛车还需要适合从第5 百分位的女性到第95 百分位的男性车手驾驶。 5) 车架要有一定的韧性。 (2) 方程式赛车车架的结构设计要求 1) 赛车的车架被主环和前环分成三部分。 2) 从侧视图来看，主环斜撑在主环侧倾的一边，在下端通过三角形结构回到主环底部，从而提高车架的稳定性。前环斜撑延伸到脚部之前，保护脚部。 3) 车架的最前端是前隔板，设计为平面结构，能够吸能缓冲的结构，纵向安装在平而中部，一起保护脚部和腿部。
中型货车板簧悬架设计
毕业设计（论文）中文摘要
毕业设计（论文）外文摘要
目次 1、绪论 (01) 2、悬架的结构型式与分析 (02) 2.1、非独立悬架 (02) 2.2、独立悬架 (03) 3、悬架主要参数的确定 (04) 3.1、影响平顺性的参数 (04) 3.2、影响操纵稳定性的参数 (04) 3.3、影响纵向稳定性的参数 (04) 4、钢板弹簧设计计算 (05) 4.1、前桥钢板弹簧的设计计算 (05) 4.2、后桥钢板弹簧的设计计算 (12) 5、减震器设计计算 (19) 5.1、减振器的分类 (19) 5.2、减振器的选择 (19) 结论 (26) 参考文献 (27) 致谢 (27) 附录A………………………………………………………………………………… 附录B………………………………………………………………………………… 图1——前桥钢板弹簧设计图……………………………………………………… 图2——前桥钢板弹簧装配图……………………………………………………… 图3——后桥复合式钢板弹簧设计图……………………………………………… 图4——后桥复合式刚板弹簧装配图……………………………………………… 图5——双筒式液压减振器图……………………………………………………… 图6——缓冲块设计图……………………………………………………………… 表1…………………………………………………………………………………… 表2……………………………………………………………………………………
1绪论 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是专递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。【1】 悬架由弹性元件、导向元件、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。【2】 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件专递的垂直力以外飞各种力和力矩。当纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。缓冲块用来减轻车抽对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。【3】 对悬架提出的设计要求有： 1）保证汽车有良好的行驶平顺性。 2）具有合适的衰减振动能力。 3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。 4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。 5）有良好的隔声能力。 6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。 7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。【4】
汽车设计-车身前副车架安装点设计规范模板
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1 范围 本规范规定了车身前副车架安装点设计要点及其判断标准等。 本规范适用于新开发的M1类和N1类汽车车身前副车架安装点设计。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 《GB 11566-2009 乘用车外部凸出物》 《GB/T19234-2003 乘用车尺寸代码》 《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》 《GB/T 710-2008 优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带》 《GB/T4780-2000 汽车车身术语》 《整车车身设计公差与装配尺寸链分析》 《螺栓连接的装配质量控制》 3 术语和定义 3.1 车身结构 3.1.1车身结构是各个零件的安装载体。 3.2 副车架 3.2.1副车架最早的应用原因是可以降低发动机舱传递到驾驶室的振动和噪音。副车架与车身的连接点就如同发动机悬置一样。通常一个副车架总成需要由四个悬置点与车身连接，这样既能保证其连接刚度，又能有很好的震动隔绝效果。副车架能分5级减小震动的传入，对副车架来说，在性能上主要目的是减小路面震动的传入，以及提高悬挂系统的连接刚度，因此装有副车架的车驾驶起来会感觉底盘非常扎实，非常紧凑。而副车架悬置软硬度的设定也面临着像悬挂调校一样的一个不可规避的矛盾。所以工程师们在设计和匹配副车架时通常会针对车型的定位和用途选择合适刚度的橡胶衬垫。由于来自发动机和悬挂的一部分震动会先到达副车架然后再传到车身，经过副车架的衰减后振动噪声会有明显改善。副车架发展到今天，可以简化多车型的研发步骤。这是因为悬挂、稳定杆、转向机等底盘零件都可以预先安装在一起，形成一个所谓的超级模块，然后再一起安装到车身上。 3.3前副车架安装点 3.3.1前副车架安装点指安装在车身的安装孔中心线与安装面下平面交点的位置(XYZ 坐标)及装配孔公称尺寸。 4 车身前副车架安装点技术要求 4.1车身安装硬点要求公差控制在±1.5mm范围内； 4.2前副车架与车身安装平面间的平度要求控制在±0.5mm范围内； 4.3车身安装硬点所采用的带法兰面的螺母或者螺纹管要求能够承受的扭矩≥160N.m； 4.4车身前副车架安装点强度由CAE部门依据安装点所选材料及车辆工况分析确定； 4.5车身前副车架安装点刚度要求达到5000N/mm—10000N/mm。 5 车身前副车架安装点设计要点
汽车骨架结构
汽车骨架结构 汔车设计是一个很大的范畴,希望能够大家一起讨论，共同提高水平。 找了很久只有这些资料。诚请大家能够提供更多的资料。共同提高，谢谢！↑↑ 希望大家能够踊跃发表自己对汔车设计的看法和经验。 ▲对有价值的见解和看法，会视情况而定给予不同分数的加分奖励！！▲ △对提供有价值资料者将给予加分奖励！！△ ◇对于给现有资料和教程有好的想法和见解的给予加分奖励◇ 汔车的框架。 承载式车身和非承载式车身........？ 车架是汽车设计的重要课题，它几乎比引擎更重要，因为它的好坏直接关系到车的一切（操控、性能、安全、舒适........）要评价车架设计和结构的好坏，首先应该清楚了解的是车辆在行驶时车架所要承受的各种不同的力。如果车架在某方面的韧性（stiffness ）不佳，就算有再好的悬挂系统，也无法达到良好的操控表现。而车架在实际环境下要面对4种压力。
1．负载弯曲（V ertical bending） 从字面上就可以十分容易的理解这个压力，部分汽车的非悬挂重量（unsprung mass），是由车架承受的，通过轮轴传到地面。而这个压力，主要会集中在轴距的中心点。因此车架底部的纵梁和横梁（member），一般都要求较强的刚度。 2．非水平扭动（longitudinal torsion） 当前后对角车轮遇到道路上的不平而滚动，车架的梁柱便要承受这个纵向扭曲压力（longltudinal torsion），情况就好象要 你将一块塑料片扭曲成螺旋形一样。 3．横向弯曲（lateral bending） 所谓横向弯曲，就是汽车在入弯时重量的惯性（即离心力）会使车身产生向弯外甩的倾向，而轮胎的抓着力会和路面形 成反作用力，两股相对的压力将车架横向扭曲。 4．水平菱形扭动（horizontal lozenging） 因为车辆在行驶时，每个车轮因为路面和行驶情况的不同，（路面的铺设情况、凹凸起伏、障碍物及进出弯角等等）每个车轮会承受不同的阻力和牵引力，这可以使车架在水平方向上产生推拉以至变形，这种情况就好象将一个长方形拉扯 成一个菱形一样。 其实车架的好坏并非物理指标就可以涵盖，所以即使有超强的新车架出现，最传统的车架形式依然存在. Ladder C hassis（梯形车架） 梯形车架还有一个更为人熟知的名称—阵式车架，是最早出现的车架形式。顾名思义，梯形车架的样子就好象一条平躺着的梯子由两条纵向的主粱（longitudinal side member），结合许多大小（粗细）不同的副横梁（cross member）所构成的，有些情况还会加上斜梁（cross braces）作巩固。直到上世纪60年代，它仍然被大部分汽车所采用。随着不同形式的车架设计的诞生，梯形车架应用到一般小轿车上的情况越来越少见，除了专门的越野车，如Jimmy、Landcrusier或者Trooper 等，现在只有商用车才使用梯形车架。 越野车使用梯形车架主要是看中它车身和底盘分离的设计，车架和车壳作非固定连接，在越野行走的时候，崎岖的大幅路面上下落差环境，会导致车架的大幅扭动，如果是一体式车架的话，很有可能随时扭到连车厂都不认得这是自己造的车！！！梯形车架的非水平扭曲刚性其实并不理想，一样会产生大幅的扭动，分离式车身正好阻止了车壳的扭动。另外这种车架的前向抗曲能力（即对抗前方正面撞击力的能力）非常的强！所以这款车架仍被越野车普遍的使用。 至于商用车由于梯形车架的负载抗曲能力高，而车架先天造就平台造型，无论对营造车厢空间还是栽货空间都有极其正 面的作用。 梯形车架的优点也造就了它的缺点，平面结构令它的非水平扭曲刚性相对于一体式车架来的低，而车架的设计不善于造就重心水平低的汽车（技术上完全可行，但是没有必要）对于以操控性作为出发点的汽车这种特性当然与他们的宗旨背 道而驰。 Monocoque（一体式金属车架）
汽车车架设计指南
目录 第三章车架 1 车架的主要功能 (3) 2 车架的类型 (3) 2.1 主要类型 (3) 2.2 车架的主要结构件 (4) 3 车架的功能设计要求 (8) 4 车架的设计和计算 (8) 4.1 车架的主要载荷 (8) 4.2 车架的主要设计内容 (9) 4.3 车架的设计计算举例 (10) 5 车架的工艺介绍 (12) 5.1 副车架的制造 (12) 5.2 总成检验 (13) 5.3 质量保证 (13) 5.4 生产技术新动向 (13) 6 车架常用材料的选择 (14)
第三章车架
1 车架的主要功能 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷，是整改底盘的骨架。 2 车架的类型 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。下图的车架就属于此类型，如下图1。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车，皮卡和大多数的越野汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 图1车架 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。
汽车轻量化设计
汽车轻量化设计：我也是“低碳”经济 2010年06 月03 日12:01 腾讯汽车贺球我要评论( 3) 字号：T|T “低碳”经济如今成为全球最热话题，随着上海世博会出行普通采用纯电 动、混合动力、燃料电池等新能源汽车以及新能源汽车补贴政策的实施，汽车行业也燃起了一股“低碳”经济热潮。不过大家关注汽车行业低碳经济的时候，往往首先想到的就是新能源汽车，事实上，只要有利于减少排放和污染的技术都可 以称之为低碳技术。今天我们就来讲讲汽车行业的另类“低碳”经济——全球汽 车轻量化设计风潮。 汽车轻量化是不折不扣的“低碳”经济 汽车轻量化，并非没有技术含量的简单降低汽车重量，事实上诸如碳纤维代表着当今最先进的汽车技术。汽车轻量化是在保证汽车强度和安全性能的前提 下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力利用率，减少燃料消耗，降低排气污染。汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放十分重要。权威研究显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽车整备质量每减少100 公斤，百公里油耗可降低0.3 —0.6 升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。 而在驾驶方面，汽车轻量化后其加速性能也将得到提高，而在碰撞时由于惯性小，制动距离也将减少。此外，车辆每减轻100 公斤，二氧化碳排放可减少约 5 克/ 公里。可见汽车轻量化的节能环保效益觉不亚于汽车发动机技术节油技术。 当前，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。实施汽车轻量化的主要材料有碳纤维、铝合金、镁合金、钛合金、工程塑料、复合 材料和高强度钢等，主要用来改造和替代车身材料。汽车轻量化大致可以分为三类：车身轻量化、发动机轻量化、底盘轻量化。其目的均是在保证性能的前提下