Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Колесные и гусеничные машины

Диссертационная работа:

Альдайуб Зияд. Разработка методики создания рам грузовых автомобилей минимальной массы, отвечающих требованиям по ресурсу, на стадии проектирования : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.03 Москва, 2006 159 с. РГБ ОД, 61:06-5/3417

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. ОБРЗОР ЛИТЕРАТУРЫ, ПОСВЕЩЕННОИ МЕТОДАМ ИССЛЕ
ДОВАНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ НЕСУЩИХ СИСТЕМ ТИПА
РАМ 10

  1. Конструктивные особенности рам колесных машин (КМ) 10

  2. Эксплуатационные и нагрузочные режимы для несущих систем

КМ 15

  1. Аналитические методы исследований напряженно - деформированных состояний (НДС) рам 16

  2. Экспериментальные методы исследования НДС рам 24

  3. Методы прогнозирования ресурса несущих систем 26

  4. Методы оптимального проектирования несущих систем автомобилей 28

  5. Выводы по главе и постановка задач исследований 38

Глава 2. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С ПОИСКОМ ОПТИМАЛЬ
НЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ РАМЫ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
НА БАЗЕ МЕТОДА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (МКЭ) 39

  1. Особенности создания рациональных конечно-элементных моделей (КЭМ) рам применительно к оптимальному проектированию 39

  2. Поиск оптимальных решений для рам грузовых автомобилей на базе упрощенных (балочных) КЭМ 48

  3. Поиск оптимальных решений для рам грузовых автомобилей на

базе уточненных (оболочных) КЭМ 54

Стр.

2.4. Основные результаты и выводы по главе 63

Глава 3, МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
РАМ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ ДЛЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ
РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ 64

  1. Методика создания имитационных КЭМ автомобилей применительно к оптимальному проектированию 64

  2. Обоснование и выбор характеристик дорог 67

  3. Динамический анализ поведения рам грузовых автомобилей для экстремальных режимов 70

  4. Выводы по главе 77

Глава 4. МЕТОДИКА ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РАМ ГРУ
ЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ С УЧЕТОМ ОГРАНИЧЕНИЙ ПО РЕ
СУРСУ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕЁ К РАМЕ АВТОМОБИЛЯ
КАМАЗ-5320 78

  1. Общая методология поиска оптимальных решений 78

  2. Поиск оптимальных решений для рамы с учетом эксплуатационных режимов и ограничений по ресурсу 81

  3. Разработка рекомендаций по улучшению конструкции рамы автомобиля КАМАЗ-5320 88

  1. Поиск оптимальных решений для рамы автомобиля КАМАЗ-5320 на базе уточненных (оболочных) КЭМ 88

  2. Определение динамических параметров рамы автомобиля КАМАЗ-5320 для экстремальных режимов нагружения 97

  3. Определение ресурса оптимальной рамы автомобиля КАМАЗ-5320 для эксплуатационных режимов 100

Стр. 4.4.4. Поиск оптимальных решений с учетом максимальных

динамических нагрузок и ресурса 106

4.4. Результаты и выводы по главе 107

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 108

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 109

ПРИЛОЖЕНИЯ 117

Введение к работе:

При современных масштабах производства в автомобилестроении ежегодно расходуются десятки тонн металла. Поэтому создание конструкций имеющих заданный ресурс и требуемую материалоемкость приведет к экономии металла, уменьшению затрат на его покупку, транспортировку и производство машин. Кроме того, снижение материалоемкости положительно сказывается на экономии топлива и снижении стоимости транспортных операций, а для сельскохозяйственных машин на решении острой экологической проблемы - обеспечения минимального давления на грунт.

Для повышения качества продукции, ее конкурентоспособности важно еще на стадии проектирования из множества вариантов обоснованно и в сжатые сроки выбрать наилучший, который бы отвечал всем требованиям. Поиск оптимальных решений для таких сложных конструкций, как колесные машины (КМ) и их несущие системы немыслим без использования ЭВМ. Однако даже при использовании супер мощных ЭВМ приходится сталкиваться с целой группой проблем, не позволяющих в полном объеме решить поставленную задачу.

Например, с помощью МКЭ теоретически можно на ЭВМ рассчитать любой объект с высокой точностью. Однако для достижения высокой точности требуется грамотная и относительно мелкая разбивка объекта на конечные элементы, а время счета даже на современных быстродействующих ЭВМ одного варианта может длиться часы. Отсюда для проведения многовариантных высокоточных расчетов требуется особый подход. Другим примером является проблема поиска оптимальных решений при большом числе варьируемых параметров.

Цель работы; разработка методики поиска оптимальных параметров рам грузовых автомобилей минимальной массы, отвечающих основным требованиям (в том числе по ресурсу) на стадии проектирования. Задачи работы:

1. разработка рациональных КЭМ рамы оболочного типа применительно к
оптимальному проектированию;

  1. разработка имитационных КЭМ автомобилей применительно к оптимальному проектированию;

  2. разработка принципов определения экстремальных динамических нагрузок;

  1. разработка общих принципов поиска оптимальных решений для рам на базе уточненных (оболочных) КЭМ с учетом ограничений по ресурсу;

  2. применение разработанной методики к раме автомобиля КАМАЗ-5320 с целью иллюстрации основных положений методики, разработка рекомендаций по совершенствованию конструкции.

Актуальность. Актуальным является создание рам с оптимальными параметрами, в том числе по массе. Такие рамы должны отвечать ряду требований: по жесткости и прочности (включая усталостную) при удовлетворении и других ограничений (например, геометрических).

Эти вопросы напрямую связаны с конструктивным исполнением рам (размеры лонжеронов, поперечин, число поперечин, их расположение и др.)

В современных условиях создать раму, отвечающую всем требованиям, возможно, решив задачу многопараметрической оптимизации при ограничениях (геометрия, жесткость, ресурс и др.).

Научная новизна:

1. методика нелинейного многовариантного синтеза, позволяющая получить на стадии проектирования оптимальные параметры и топологию рам

грузовых автомобилей на базе уточненных (оболочных) конечно-элементных моделей (КЭМ), включающая в себя:

разработку рациональных КЭМ рамы и колесной машины (КМ) в целом;

методику преобразования уточненной КЭМ рамы для осуществления параметрической и топологической оптимизации;

методику учета ограничений по ресурсу и экстремальных динамических нагрузок применительно к нелинейной оптимизации;

2. полученные научные результаты и выводы. Практическая ценность:

  1. разработан алгоритм поиска оптимальных параметров для рам грузовых автомобилей, отвечающих основным требованиям (в том числе по ресурсу), с помощью которого на стадии проектирования можно создавать рамы минимальной массы;

  2. результаты теоретических исследований и рекомендации по улучшению конструкции, позволившие получить снижение массы рамы грузового автомобиля КАМАЗ-5320 на 20%;

  3. теоретические и методологические разработки и полученные результаты используются в НИР и в учебном процессе НУК СМ МГТУ им.Н.Э. Баумана.

Достоверность работы подтверждалась известными теоретическими решениями, а также сравнениями теоретические результатов с экспериментальными данными.

Апробация; по результатам данной работы делались регулярные доклады на кафедре «Колесные машины» МГТУ им Н.Э. Баумана; сделан доклад на 53-й международной научно-технической конференции ассоциации автомобильных инженеров «Проблемы и перспективы автомобилестроения в России» 22-23 марта 2006 г., г. Ижевск, а также доклад на конференции,

посвященной юбилею (70 лет) кафедры «Колесные машины» МГТУ им Н.Э. Баумана, октябрь 2006 г.

Реализация работы: материалы диссертационной работы используются в НИР и при обучении студентов кафедры «Колесные машины» НУК СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Публикации: по материалам диссертации опубликовано три работы.

Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, четыре глав, общих выводов, списка литературы. Работа содержит 158 страницы печатного текста, 16 таблиц, 136 рисунков и приложения, список литературы содержит 86 наименований.

В первой главе проведен обзор литературы, посвященной методам исследования автомобильных несущих систем типа рам, рассмотрены конструктивные особенности рам КМ, эксплуатационные и нагрузочные режимы для несущих систем КМ, аналитические методы исследований напряженно - деформированных состояний (НДС) рам, экспериментальные методы исследования НДС рам, методы прогнозирования ресурса несущих систем, методы оптимального проектирования несущих систем КМ, сделаны выводы по главе и поставлены задачи исследований.

Во второй главе изложены основные положения методики поиска оптимальных решений для рам грузовых автомобилей на основе МКЭ, рассмотрены принципы создания рациональных КЭМ рамы на базе конечных элементов (КЭ) оболочечного типа применительно к оптимальному проектированию.

Третья глава посвящена изложению методики определения динамических параметров рам грузовых автомобилей при экстремальных режимах нагружения. Для этого были созданы имитационные КЭМ автомобилей. В

качестве объектов исследований выбраны грузовые автомобили КАМАЗ (бортовой, самосвал и др.).

В четвертой главе изложены основные положения методики оптимального проектирования рам грузовых автомобилей с учетом ограничений по ресурсу и показана её эффективность на примере оптимизации рамы автомобиля КАМАЗ-5320.

Работа выполнялась автором на кафедре «Колесные машины» МГТУ им Н.Э. Баумана.

Автор выражает свою признательность и благодарность за оказанную помощь и консультации при выполнении работы научному руководителю д.т.н., профессору Зузову В.Н.

Подобные работы
Вдовин Денис Сергеевич
Разработка методики проектирования несущих систем колесных машин, выполненных с использованием сварных точечных и клеесварных соединений
Шакуров Дилус Кавыевич
Разработка методик расчета и проектирования клиноременного вариатора для транспортных машин с двигателями малой мощности
Зыков Сергей Николаевич
Разработка методик прочностного анализа при создании новых и модернизации выпускаемых кузовов легкового и малотоннажного грузового автомобилей
Фараджев Физули Аташевич
Многокритериальный выбор рациональных вариантов конструктивно-технологических решений рам автотранспортных средств на стадии проектирования
Болдорев Андрей Григорьевич
Метод оценки энергетических затрат при функционировании всеколесного рулевого управления многоосных колесных машин на стадии проектирования
Скуба Денис Владиславович
Разработка методов дизайн-проектирования легковых автомобилей
Шамсутдинов Ильдар Рафисович
Разработка методов расчета и проектирования фрикционно-винтовых соединений автомобилей
Шишкин Михаил Владимирович
Разработка методики расчета и выбор рациональной формы поверхностей автомобильных сидений
Стрелков Максим Николаевич
Разработка методики исследования взаимосвязанных колебаний подвески и трансмиссии легкового автомобиля
Русаков Сергей Сергеевич
Разработка методики оптимизации передаточных чисел механической ступенчатой трансмиссии легкового автомобиля с учетом режимов работы его двигателя

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net