某UTV車的擺臂及車架優(yōu)化設計分析.pdf

1、UTV車(又稱為農夫車,全地形車的一種)由于具有強勁的攀爬能力和適應各種地形的能力,能在復雜地形自由行駛,是一種全能行動工具,具有廣闊的市場前景,開發(fā)該車具有較大的經濟價值。在UTV車的開發(fā)過程中,擺臂和車架的開發(fā)至關重要,它們結構是否合理將直接關系著UTV車的動力性、燃油經濟性、轉向穩(wěn)定性和輪胎的磨損,因此在UTV車開發(fā)過程中研究擺臂和車架結構的合理性就顯得非常有意義。本文以某UTV車的擺臂和車架為研究對象對其結構進行優(yōu)化分析,主要內

2、容和結論有:
　　首先,本文建立了UTV整車瞬態(tài)分析的有限元模型,通過模擬UTV車在路面上的瞬態(tài)運動計算出前輪定位參數的瞬時變化,結果表明主銷后傾角、主銷內傾角設計相對合理,但前輪外傾角的負角度偏大,前輪前束角也偏大,究其原因是懸架擺臂的剛度不足。
　　其次,針對懸架擺臂剛度不足問題,采用拓撲優(yōu)化技術來提高懸架擺臂的剛度,建立擺臂的優(yōu)化空間、加載邊界條件、建立約束函數和目標函數進行優(yōu)化。通過兩次優(yōu)化得到擺臂的最佳材料分布并設

3、計出新的擺臂結構,新結構質量增加1.4kg;新擺臂的固有頻率和彎曲剛度與原擺臂相比有了明顯提高;重新計算前輪定位參數的變化,結果表明優(yōu)化后的前輪外傾角和前輪前束角都有了明顯改善,基本已經滿足要求。
　　再次,對原車架進行模態(tài)分析、強度分析、瞬態(tài)分析和疲勞壽命研究,結果表明車架的固有頻率基本滿足要求,但略偏低;而且車架的剛度不足,某些部位強度不夠容易出現疲勞破壞。針對上述問題對車架進行拓撲優(yōu)化分析,并根據優(yōu)化結果設計出新車架,質量比