客车车身有限元建模与静动态特性分析

论文摘要

本文在调研国内外相关研究的基础上,结合全承载式客车的特点,建立了某客车车身骨架有限元模型,制定了四种典型的计算工况:水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急制动工况、和紧急转弯工况。计算出客车在各种工况下的强度、刚度以及弯矩、扭矩等,分析了应力、应变分布特点,并且使用模态分析技术研究了车身结构动态特性。通过计算得到前十阶固有频率,并分析了低阶固有模态振型。文章还对整车结构进行了发动机激励下的谐响应分析,根据谐响应计算结果,对发动机激励下的整车结构动态性能进行了分析和评价。结论证明,利用有限元法对客车车身骨架结构进行分析是有效的,可进行静动态分析,并对结构的承载特性和振动特性进行评价,充分认识其强度和固有振型,了解车身可能会有的应力和变形情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 国内外客车行业研究状况
• 1.4.2 国内外 CAE 研究状况
• 1.5 本文的研究内容与方法
• 1.6 本章小结
• 第二章 结构有限元理论及 ANSYS 软件简介
• 2.1 有限单元法的概念
• 2.2 有限元技术简介
• 2.2.1 有限元法概述
• 2.2.2 有限元法的基本思想
• 2.2.3 有限元法的基本理论
• 2.2.4 有限元分析中的几个重要问题
• 2.2.5 有限元分析的流程
• 2.3 有限元单元理论
• 2.3.1 空间梁单元
• 2.3.2 质量单元——MASS21
• 2.3.3 MPC184 单元
• 2.4 汽车结构有限元分析的内容
• 2.5 ANSYS 软件简介
• 2.5.1 ANSYS 的组成
• 2.5.2 ANSYS 有限元的求解过程与步骤
• 2.5.3 ANSYS 的主要技术特点
• 2.6 本章小结
• 第三章 车身结构有限元模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 建模的几个基本问题
• 3.2.1 建模的基本原则
• 3.2.2 坐标系的建立
• 3.2.3 建模方法的确定
• 3.2.4 模型的简化
• 3.3 客车车身有限元模型的建立
• 3.3.1 客车车身的模块化思想
• 3.3.2 车身几何模型的建立
• 3.3.3 客车车身有限元模型的建立
• 3.4 本章小结
• 第四章 客车车身骨架结构有限元静态分析
• 4.1 引言
• 4.2 客车车身骨架技术指标
• 4.2.1 车身骨架强度指标
• 4.2.2 车身骨架刚度指标
• 4.3 载荷工况分析
• 4.3.1 水平弯曲工况
• 4.3.2 极限弯扭工况
• 4.3.3 紧急制动工况
• 4.3.4 紧急转弯工况
• 4.3.5 四种工况的比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 客车车身结构的模态分析
• 5.1 模态分析的基本概念
• 5.2 模态分析理论
• 5.3 模态分析在工程中的应用
• 5.4 模态计算结果及分析
• 5.4.1 车身动态性能评价指标
• 5.4.2 计算结果及分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 客车车身的谐响应分析
• 6.1 谐响应分析的基本理论
• 6.2 谐响应分析的常用方法
• 6.3 发动机振动的机理
• 6.3.1 发动机振动对汽车振动的影响
• 6.3.2 发动机振动向车身的传递途径
• 6.4 客车车身结构谐响应分析
• 6.4.1 谐响应分析边界约束条件和载荷的处理
• 6.4.2 发动机激振下的谐响应分析
• 6.4.3 谐响应计算结果分析与整车动态特性的评价
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参与的主要科研项目
• 攻读硕士学位期间发表的论文