重型载货汽车车架有限元分析及其实验研究

论文摘要

车架作为汽车的承载基体,安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成,承受着传递给它的各种力和力矩。深入了解车架的动静态特性是车架结构设计、改进和优化的基础,也是保证整车性能的关键。本文以某厂生产的重型载货汽车为研究对象,在有限元软件HYPERMESH中建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元模型,同时运用应力电测技术对车架进行了静动态试验研究,并将试验数据与有限元分析结果进行了比较,验证和提高了有限元模型的准确性。在建立较为准确的有限元模型基础上,对该车架进行了静态特性分析,计算出了车架在两种典型工况下的应力分布和变形情况。计算结果表明,车架的大部分应力值较小,存在进一步轻量化的空间。除此之外,本文还进行了车架的模态分析,计算出该车架各阶固有频率和相应的模态振型。分析结果表明车架的固有频率不会与外界的激励频率发生低频共振,车架结构较为合理。通过本文的研究,掌握了车架的静态特性和模态参数,为车架的进一步改进,优化设计提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 有限元法理论及相关工具软件简介
• 2.1 引言
• 2.2 有限元理论的基本思想
• 2.3 薄板弯曲基本理论
• 2.4 结构整体刚度分析
• 2.5 HyperMesh工具简介
• 2.6 本章小结
• 第三章 车架有限元建模
• 3.1 引言
• 3.2 车架的结构
• 3.3 几何模型的导入与简化
• 3.4 单元选择及网格划分
• 3.5 悬架及连接方式的模拟
• 3.6 材料属性的确定
• 3.7 本章小结
• 第四章 车架静动态电测实验
• 4.1 引言
• 4.2 车辆强度试验方法简介
• 4.2.1 机械量电测技术
• 4.2.2 电阻应变片结构和性能
• 4.2.3 应变片技术参数
• 4.2.4 测量电桥特性
• 4.3 车架强度静动态试验
• 4.3.1 试验目的
• 4.3.2 整车质量参数及试验主要仪器
• 4.3.3 实验应变片布点方案
• 4.3.4 测试内容
• 4.3.5 测试结果
• 4.4 有限元模型的修改
• 4.5 本章小结
• 第五章 车架有限元静态分析
• 5.1 引言
• 5.2 静态分析理论基础
• 5.3 静态工况分析
• 5.3.1 车架载荷的确定
• 5.3.2 满载弯曲工况
• 5.3.3 满载扭转工况
• 5.4 本章小结
• 第六章 车架有限元模态分析
• 6.1 引言
• 6.2 模态分析的理论基础
• 6.3 车架模态分析
• 6.3.1 车架模态有限元分析模型
• 6.3.2 车架自由模态计算结果
• 6.3.3 计算结果分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文