客车骨架静动态有限元分析

论文摘要

本文以一款大型客车骨架为研究对象,结合有限元理论和工程试验,进行了典型工况下的静态、动态分析。掌握了该车的强度、刚度情况,为客车的设计改进积累宝贵经验。研究的内容包括:首先,根据公司提供的UG图,简化模型;根据结构特点,在ANSYS中建立客车骨架有限元模型,正确施加边界条件;进行典型工况下的弯曲、扭转、紧急转弯和紧急制动四种工况下的静力学计算。针对客车骨架进行电测试验,并与理论计算对比,分析证明,虽然存在误差,但总体保持在合理的范围,说明有限元模型的正确性。然后,在动力学理论的基础上,对客车骨架进行动力学分析。提取车身骨架前20阶固有频率,并在模态分析的基础上进行瞬态响应和随机响应分析。瞬态响应是分析客车突然受到一个冲击载荷和紧急制动时,车身骨架应力和变形随时间变化的情况。得到车身在这两种工况下危险点的位移和应力的时间历程响应数据。最后,根据B级和D级路面谱进行随机响应分析,得到车身骨架的位移、速度、加速度响应功率谱密度曲线,最后计算出车身骨架在两种路面下的共振频率。本文的研究工作对企业在客车骨架设计、检验、改造和优化等方面具有重要的参考价值和指导意义。分析结果为新车型的开发提供设计依据,为车身结构设计的改进和优化提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题的目的及研究意义
• 1.3 国内外的研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 有限元理论及软件介绍
• 2.1 有限元理论基础
• 2.2 有限元动力学理论基础
• 2.2.1 瞬态动力学分析理论
• 2.2.2 随机响应分析理论
• 2.3 有限元软件的介绍
• 2.3.1 ANSYS 软件的介绍
• 2.3.2 使用ANSYS 分析问题的一般流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 客车车身骨架有限元模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 车身骨架有限元建模
• 3.2.1 确定几何模型
• 3.2.2 材料属性的确定
• 3.2.3 梁横截面的定义
• 3.2.4 单元类型的选择
• 3.2.5 载荷质量和约束条件的处理
• 3.2.6 模型的生成
• 3.3 本章小结
• 第四章 车身骨架的静力学分析及试验对比
• 4.1 概述
• 4.2 客车骨架的静力学分析
• 4.2.1 静力学分析理论基础
• 4.2.2 垂直弯曲工况
• 4.2.3 扭转工况
• 4.2.4 紧急制动工况
• 4.2.5 紧急转弯工况
• 4.2.6 计算结果分析
• 4.3 客车骨架模型的验证及修正
• 4.3.1 客车骨架试验
• 4.3.2 试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 车身结构模态分析
• 5.1 引言
• 5.2 模态分析的理论基础
• 5.2.1 多自由度动力方程
• 5.2.2 结构的固有频率和振型
• 5.3 车身结构的模态分析
• 5.3.1 自由模态分析
• 5.3.2 模态分析评价原则
• 5.3.3 模态结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 客车骨架的动态响应分析
• 6.1 引言
• 6.2 客车骨架的瞬态响应分析
• 6.2.1 瞬态动力学分析方法
• 6.2.2 路面冲击载荷的瞬态响应分析
• 6.2.3 计算结果及分析
• 6.2.4 紧急制动瞬态响应分析
• 6.3 随机响应分析
• 6.3.1 随机响应在ANSYS 中的实现
• 6.3.2 车身骨架随机振动分析
• 6.3.3 B 级路面随机振动分析结果
• 6.3.4 D 级路面随机振动分析结果
• 6.4 随机振动结果分析
• 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
• 硕士期间参与的科研项目
• 硕士期间发表的论文