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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目:基于ANSYS的框架式汽車大梁
校正儀設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程 B07-2
學(xué) 生 姓 名: 滕 元
導(dǎo) 師 姓 名: 王 強
開 題 時 間: 2011.3.14．
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
滕 元
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程 B07-2
指導(dǎo)教師姓名
王 強
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
基于ANSYS的框架式汽車大梁校正儀設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
近年來隨著中國汽車市場的快速發(fā)展，汽車維修行業(yè)也如雨后春筍般迅速涌現(xiàn)。在競爭激烈的售后服務(wù)行業(yè)中，如何能夠提高自己的維修質(zhì)量水平是所有企業(yè)為了在競爭中勝出的核心所在。而維修設(shè)備的優(yōu)劣成為重要的衡量指標(biāo)，汽車大梁校正儀是現(xiàn)代汽車售后服務(wù)體系中至關(guān)重要的設(shè)備之一，針對因事故碰撞損壞以及疲勞受損的部位進(jìn)行原型恢復(fù)，以達(dá)到汽車大梁出廠值的技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，市場上的汽車大梁校正儀主要分為兩種：框架式和平臺式。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：目前我國汽修企業(yè)每年對汽車大梁校正儀的需求量大約在1000臺左右，而據(jù)估計約目前有60%的汽修企業(yè)尚沒有專業(yè)的維修設(shè)備，這一狀況嚴(yán)重制約著我國汽車維修行業(yè)技術(shù)的整體水平的提高，所以從市場分析來看它的需求量將會呈現(xiàn)出上升的趨勢。
框架式汽車大梁校正儀目前是市場上主流的產(chǎn)品之一。它具有使用方便，移動靈活，占地面積小等特點。此產(chǎn)品很受中小型維修企業(yè)的青睞。此前市面上產(chǎn)品主要由歐洲及美國設(shè)計制造，在這其中美式大梁校正儀憑借價格優(yōu)勢及外觀而市場占有率較高，但隨著維修質(zhì)量要求的提高，操作設(shè)備的不斷升級，歐式憑借其功能的強大，操作靈活及占地面積小等優(yōu)勢逐漸在市場上走俏。但仍然只是少數(shù)維修企業(yè)及汽車4S店會購置進(jìn)口設(shè)備。90年代末，在我國出現(xiàn)了一些制造汽車大梁校正儀的中小型企業(yè)。由于起步較晚，所以目前多數(shù)企業(yè)是借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)。隨著時間的推移，目前市場上自主的品牌已經(jīng)逐漸成熟起來，并且在不斷地擴大銷售網(wǎng)絡(luò)于全省，基本在各大省會城市均有銷售代理，且價格一般比較低廉，多數(shù)在3-4萬元左右。但質(zhì)量水平，技術(shù)先進(jìn)性等方面與進(jìn)口品牌還有一定的差距，而且產(chǎn)品類型主要以平臺式為主。由此可見目前中國汽車維修設(shè)備市場對框架式大梁校正儀的需求將會上升。據(jù)市場專家分析，未來框架式大梁校正儀的主要技術(shù)發(fā)展趨勢是：（1）能實現(xiàn)單拉臂可多角度拉伸，同時能對事故車進(jìn)行360°遙控拉伸；（2）定位系統(tǒng)是模塊式，能具有高通用性；（3）定位夾具可調(diào)，能方便上下車輛的定位；（4）配備舉升平臺和上車導(dǎo)板，移動支架，電腦底盤測量系統(tǒng)等附屬件。因此在未來能提高框架式汽車大梁校正儀的高水平技術(shù)含量與整體制造水平是在市場上能夠獲得良好口碑的關(guān)鍵要素。
目前，在計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域所使用的CATIA軟件是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品。它可以支持從項目前階段、具體的設(shè)計、分析、模擬、組裝到維護在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計流程。CATIA提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。CATIA系列產(chǎn)品已在七大領(lǐng)域成為首要的3D設(shè)計和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計、電力與電子、消費品和通用機械制造。另一個重要軟件ANSYS是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/E,CATIA,I－DEAS,AutoCAD等。ANSYS有限元軟件包是一個可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電磁場及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、建筑、電子產(chǎn)品、重型機械、微電系統(tǒng)等。
本課題基于計算機仿真平臺，應(yīng)用CAD/CAE領(lǐng)域比較領(lǐng)先的設(shè)計軟件AutoCAD，CATIA進(jìn)行對框架式汽車大梁校正儀的設(shè)計，并應(yīng)用有限元軟件ANSYS對三維模型的部分零件進(jìn)行分析，獲得校正儀在載荷工況作用下的應(yīng)力、應(yīng)變及變形狀。設(shè)計出一款能適用于目前中低端市場，價格優(yōu)廉，操作靈活方便的框架式汽車大梁校正儀。為我國在維修設(shè)備這方面的發(fā)展提供一些基礎(chǔ)理論參考，并能夠以此課題的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容來充實研發(fā)技術(shù)人員的參考資料。
2、目的和意義
為了滿足汽車維修企業(yè)及4S店對較高水平維修設(shè)備一定的需要，以及為了提高維修水平而需要不斷升級的設(shè)備的現(xiàn)狀。對于不斷地研發(fā)及更新產(chǎn)品的要求也已經(jīng)在汽車維修設(shè)備的制造方面逐漸體現(xiàn)出來。而鑒于進(jìn)口品牌價格的高昂，售后服務(wù)的不方便性等因素給維修企業(yè)及4S店帶來的效益受影響的問題，同時為了彌補自主品牌市場上技術(shù)研發(fā)及成品參考的空缺，現(xiàn)如今發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品已經(jīng)是相關(guān)技術(shù)人員迫在眉睫的任務(wù)。據(jù)分析隨著汽車數(shù)量的不斷增加，汽車市場逐漸趨于飽和狀態(tài)，而在這個支柱型產(chǎn)業(yè)的背后，利益的轉(zhuǎn)移必將由生產(chǎn)制造，銷售逐漸轉(zhuǎn)向售后服務(wù)。售后服務(wù)業(yè)務(wù)的發(fā)展與生存無不依賴于產(chǎn)品設(shè)備的質(zhì)量和水平。為了滿足各維修企業(yè)及4S店對于框架式汽車大梁校正儀的需求，各設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)需要很多的研發(fā)方面的技術(shù)資料及人才。自主品牌在市場上有它的眾多優(yōu)勢所在。因此關(guān)于框架式汽車大梁校正儀的研發(fā)目的也就十分明確。同時眾多維修設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)可以憑借這些優(yōu)勢不斷地為維修企業(yè)及4S店提供最好的最新的產(chǎn)品與技術(shù)服務(wù)，并能做到及時的售后服務(wù)與設(shè)備控制系統(tǒng)的升級。
隨著一款新的產(chǎn)品的出現(xiàn)，它的主要意義是為汽車服務(wù)設(shè)備制造行業(yè)帶來一定的有價值的參考。因事故中引起的車身損壞的維修常常需要汽車大梁校正儀這一專業(yè)設(shè)備。隨著國內(nèi)汽車維修行業(yè)不斷的壯大起來，汽車大梁校正儀能更加準(zhǔn)確，方便的對大梁受損的部分進(jìn)行原廠技術(shù)數(shù)據(jù)的恢復(fù)。這也就避免之前因碰撞受損需要更換新配件產(chǎn)品的高額費用。這樣既減少了顧客的損失，也可促進(jìn)校正儀市場發(fā)展。也正是利用這一專業(yè)設(shè)備方可保證對汽車大梁的維修的質(zhì)量水平。然而對于在維修中為了保證汽車安全的定位，方便的使用，維修水平等眾多關(guān)鍵要素，必須設(shè)計質(zhì)量及安全可靠的設(shè)備。因此，對框架式汽車大梁校正儀進(jìn)行深入研發(fā)將對我國在這一領(lǐng)域發(fā)展有實質(zhì)性的意義。本課題的研究使用了當(dāng)前先進(jìn)的設(shè)計軟件CATIA進(jìn)行虛擬設(shè)計及運動仿真，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前運用ANSYS軟件進(jìn)行質(zhì)量分析，可及時發(fā)現(xiàn)并更改設(shè)計中的缺陷，完善設(shè)計方案，減少產(chǎn)品開發(fā)周期，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率，為此設(shè)備的生產(chǎn)實際提供一些有價值的理論支持。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、設(shè)計主要內(nèi)容
分析框架式汽車大梁校正儀的結(jié)構(gòu)形式及工作原理，根據(jù)以下參數(shù)：最大舉升高度1060mm，工作臺長度 2300mm，工作臺高度230-1060mm，工作臺寬度950mm，降到最低點為230mm，拉塔工作范圍360度，液壓系統(tǒng)最大工作壓力16Mpa，氣源壓力要求0.8Mpa， 拉塔牽引最大拉力70KN，完成方案設(shè)計及質(zhì)量校核計算。利用AutoCAD完成校正儀的二維總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，然后CATIA建立三維模型。在將關(guān)鍵零部件模型通過專用模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，獲得校正儀在載荷工況作用下的應(yīng)力、應(yīng)變及變形狀。然后用CATIA虛擬裝配。
2、 擬解決的主要問題
（1）框架式汽車大梁校正儀總體方案設(shè)計；
（2） 利用AutoCAD完成大梁校正儀二維結(jié)構(gòu)設(shè)計；
（3） 校核計算；
（4） 利用CATIA完成大梁校正儀的三維建模及虛擬裝配；
（5）利用ANSYS軟件對關(guān)鍵零部件進(jìn)行有限元分析。
Y
N
是否合理
CATIA虛擬裝配
總體方案設(shè)計
AutoCAD二維結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核
轉(zhuǎn)換接口
CATIA建模
是否合理
ANSYS有限元分析
撰寫設(shè)計說明書
結(jié)論及分析
實地調(diào)研、收集相關(guān)資料
三、技術(shù)路線（研究方法）
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研，資料收集，完成開題報告； 第1～2周（3月2日～3月15日）
（2）總體二維結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核； 第3～6周（3月16日～4月5日）
（3）CATIA實體建模； 第7～9周（4月6日～4月19日）
（4）ANSYS有限元分析，CATIA虛擬裝配； 第10～12周（4月20日～5月24日）
（6）撰寫說明書； 第13～14周（5月25日～6月7日）
（7）設(shè)計說明書的審核、修改； 第15～16周（6月8日～6月21日）
（8）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日～6月28日）
五、參考文獻(xiàn)
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6、 備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日