开题报告参考模板

中北大学毕业设计开题报告学生姓名：尤敏学号：1001014202学院、系：机械与动力工程学院专业：车辆工程设计题目：某车型的车架设计与分析指导教师:仝志辉2014年3月10日开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；4．学生的“学号”要写全号（如0201140102），不能只写最后2位或1位数字；5.有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6.指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、本课题的研究背景及意义目前国内外汽车市场的竞争日益激烈，使得汽车产品的开发周期由原来的几年缩短到十几个月，这对于设计阶段准确的进行汽车各种性能预测提出了很大挑战。利用现代CAD／CAE技术进行汽车新产品的开发，是现代汽车企业丌发新的汽车产品的重要手段之一，它可以在新产品的开发设计阶段预测、评估汽车的各种性能，为产品的开发成功提供了一定的保障。利用有限元方法可以在汽车的三维设计阶段对车架的强度、刚度、疲劳寿命和动态特性进行准确的分析和预测，并进行优化，指导设计工程师对产品进行优化设计。汽车车架作为汽车总成的一部分，承受着来自道路及装载的各种复杂载荷作用，而且汽车上许多重要总成件都是以车架为载体，因而，车架的强度和刚度在汽车总体设计中显得非常重要。由于车架实际结构复杂，通常建立有限元模型时需要对实际车架结构进行各种简化，然而如果假设不当，就会造成分析结果不能满足工程实际的需要，因此对车架结构分析的要求特别高。本课题决定建立了可信赖的车架的有限元模型，然后利用车架的有限元模型对车架进行了模态分析、静态强度分析，刚度分析，疲劳强度分析和碰撞分析，最后进行拓扑优化，使车架的设计满足使用要求。车架结构设计的主要目的在于确保车架强度、刚度和动态性能的前提下，减轻车架的质量，由此不仅可以减少钢材和燃油的消耗，减少污染排放，提高车速，改善汽车起动和制动性能，而且可有效减少振动和噪声，增加汽车和公路使用寿命。但我国的汽车工业存在自己的特殊性：一是引进国外设计，国产化生产：二是仿制或改装设计，自己独立开发设计的新产品很少。国内许多厂家在车的设计、制造和改进过程中仍主要依靠和沿用传统的手工设计方法和设计理念，从而造成产品存在缺陷或结构设计的不合理，目前国产汽车普遍存在的闯题是整车协调性较差；局部材料强度余量较大，无法预先判断，造成材料的浪费[1]；在车辆实际使用过程中出现局部强度不足。所以，产品国产化或改装后，在使用过程中往往会出现强度、寿命、振动、噪声等方面的问题。这些问题影响了我国汽车产品质量，造成了使用中的安全隐患。由于缺乏必要的理论分析，我国汽车制造厂家对有问题的区域往往采取局部加强的方法，这不但需要进行多次全面的实车试验才能确定其有效性，而且会导致整车整备质量的不断增加：另外，对一些结构上的改进和优化，由于缺少一定的理论依据，往往得不到很好的实施[4]，因此开展载货车车架结构强度的计算工作，在满足结构强度和刚度的前提下，合理地进行结构设计，以达到轻量化的目的、对车架结构设计具有重要意义。此外，为了加速企业的新产品开发，进一步提高产品的性能和科技含量，必须对现有的车型进行结构强度、刚度分析计算和动态特性分析研究工作，为新车型的研制开发提供借鉴和校核方法。随着经济全球化进程的加快，汽车工业的竞争日益加剧，汽车巨头们都在加紧新车型的设计开发，由于发动机、底盘设计制造技术基本成熟，新车型便主要体现在电子设备和车架造型的更新上。同时，为减少新车型的开发成本、缩短新车型的开发周期、提高新产品的市场竞争力，全球各大汽车公司普遍实施了“平台战略”，车架的开发便是该战略的主要组成部分。二、本课题的国内外研究现状在国外，从60年代起就开始运用有限元法进行汽车车架结构强度和刚度的计算1970年美国宇航局将NASTRAN有限元分析程序引入汽车结构分析中，对车架结构进行了静强度有限元分析，减轻了车架的自重，是最早进行车架轻量化的分析[7]。车架是汽车的承载体，不仅承担发动机、底盘和牵引货物的质量，而且还要承受汽车行驶过程中所产生的各种力和力矩。因此，其强度不仅关系到整车能否正常行驶，而且还关系到整车安全性。对车架设计的要求是：在保证足够的强度、刚度和稳定性下，尽可能达到质量轻、形状合理，并最大限度地减缓过渡区的应力集中。近年来，国内外学者对车架的有限元分析进行了大量的研究，取得了大量的研究成果[3]~[5]。Ho，Kazuo等人对利用有限元静态强度分析结果指导车架设计过程进行了详细的介绍181。郑兆昌等人应用大型结构软件SAP．SP对车车架进行了动态分析。提出了利用车架模态分析结果直接对结构动态特性进行评价的方法[10]。早期的车架有限元模型多把车架简化为简支梁，但对于一些低合金钢板冲压成型或槽钢，工字钢等制作的车架，这种模拟方法存在许多不足之处，无法反映车架纵梁和横梁的连接情况，难以准确计算车架构建结合部的应力，计算结果只是各节点的应力情况，且计算精度较低。板壳单元模型用板壳单元将车架的纵、横梁及连接板进行离散化，这种结构单元准确的描述了形状复杂的车架结构，大大提高了有限元分析的精度，能够处理连接部位的应力问题，但是这种模型单元与节点数目众多，前处理工作量大，计算速度慢。板壳单元模型适用于对车架分析精度要求较高的场合，采用板壳单元建立的车架有限元模型板壳之间的焊接及螺栓连接的模拟形式对于汽车车架结构的分析结果有较大的影响，如何处理焊点模拟与螺栓连接是很关键的问题。汽车车架结构参数优化设计是汽车工业近些年的重要研究领域[8]。汽车车架是汽车结构件中结构与载荷都很复杂的重要部件，也是人们首先开展结构分析和结构优化设计研究的对象[13]。三、本课题的相关理论综述及应用由于Pro/E强大的建模建模能力及导入到ANSYS中非常容易，所以我们选择在Pro/E的环境下实体建模。Pro／ENGINEER(简称Pro／E)是美国PTC公司于1988年推出的参数化建模软件，历经十几年的发展和完善，现已成为世界上最普及的三维CAD／CAM系统的标准软件，被广泛应用于航空航天、机械、电子、汽车、家电、玩具等各行各业中[9]。Pro／ENGINEER功能强大，囊括了零件设计、产品组立、模具开发、NC加工、钣金件设计，铸造件设计、造型设计、自动测量、机构仿真设计、应力分析、数据库管理、电缆布线以及印刷线路板设计等多种功能。它的出现改变了传统的CAD／CAM作业方式，参数化设计及全关联性数据库使产品的设计变得更加容易，大大缩短了用户开发的时间。车架是一个大型复杂的装配体，如果不做一些优化就进行整个分析，不但实体建模时费时，而且在ANSYS的环境下划分网格就更困难，求解也要耗费更多的时间，这样得到的结果显然不经济，甚至就求解不了，因为未经简化的模型结构比较复杂，越是复杂就越容易出现的错误。如果结构经过合理简化，不需要耗太多工夫而得到的结果同样很准确。有限元分析的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的近似解，然后推导这个域的满足条件，从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段【10】。ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三个部分:前处理模块、分析计算模块和后处理模块【12】。前处理阶段完成建模以后,可以在求解阶段获得分析结果。在该阶段,可以定义分析类型、分析选项、载荷数据和载荷步选项,然后开始有限元求解。ANSYS软件提供的分析类型如下：1)结构静力分析。用来求解外载荷引起的位移、应力和力。2)结构动力学分析。结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。3)结构非线性分析。结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。ANSYS程序可求解静态和瞬态非线问题,包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。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]秦秀文等.6×2联体后桥的传动路线及优化方案［J］.农业装备与车辆工程，2009，（6）．[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]EhrogottM．Multicriteriaoptimizalion[M]．NewYork：Springer-verlag,2000[8]陈茹雯.某军车车身有限元分析及拓扑优化南京理工大学硕士学位论文．2004，p2～4[9]LqbalHusain(美）.ElectricandHybridVehicles:DesignFundamentals,secondedition机械工业出版社[10]宋云，陈全世，王霄峰．轻型电动客车车身一车架的有限元结构分析及实验研究．汽车技术，1997．10[11]高云凯，张荣荣，彭和东，王青海．微型电动轿车车身骨架结构分析[J]．汽车工程，2003(6)[12]邓凡平.ANSYS10.0有限元分析自学手册。北京：人民邮电出版社，2007.1[13]李正网.基于ANSYS的重型货车车架结构分析和优化研究.2009.5[14]蔡炳炎，张玲.客车车架静态结构分析.汽车科技.2009（2）52~54[15]RobertD.Cook,MachealE.PleshaConceplsAndAppllicationsofFiniteElementAnalysis西安交通大学出版社毕业设计开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、本课题有待解决的主要关键问题1.根据不同材料的性能，对车架总体方案进行设计分析。本课题研究经分析可选车架所属车型为半承载式微型货车。微型车的车架为边梁式车架，由位于右左两侧的两根纵梁和六根横梁构成，横梁由16Mn合金钢板冲压而成，横梁和纵梁之间采用焊接和铆接连接。纵梁采用抗弯能力较强的槽型截面，因纵梁中部受弯曲力矩最大，中部断面宽，由中部至两端逐渐减少，构成等强度梁。为了汽车结构布置的要求，纵梁在上下及左右方向做成弯曲的。为了固定转向器、钢板弹簧、蓄电池等的需要，在纵梁上要打出相应的安装孔。保险杠与车架的连接方式为螺栓连接2.掌握车架的总体布置及性能参数的选择3.计算车架受力的各种分析包括强度计算和校核等二、本课题采用的研究手段（途径）本课题主要针对某微型车车架进行结构研究，首先采用Pro/E软件建立车架结构的模型通过大型结构通用有限元软件建立车架有限元模型，对该车架进行了模态、强度、刚度以、疲劳寿命分析、碰撞分析和拓扑优化，并对拓扑优化改进后的车架进行评价。此课题主要的研究内容为：(1)探索研究了有限元建模方法，特别是对影响有限元