CDW3100型自卸汽车车架静动态有限元分析及结构改进

论文摘要

本文主要针对CDW3100型自卸汽车车架在使用过程中出现的问题,通过采用大型结构通用有限元软件NX.Nastran对该车架改进前后进行了静态强度分析、模态分析以及对危险部件进行疲劳耐久性分析,找出了改进前车架裂纹产生的原因,并对改进后的车架进行了评价。论文综述了车架有限元分析的研究现状,结合CDW3100型自卸汽车车架结构的特点,建立了有限元分析模型。针对该软件的一些特点及使用方法成功地将NX.Nastran软件应用于自卸车车架强度和模态研究中,探讨了自卸车车架有限元强度分析所要考虑的各种载荷及施加的方法,并模拟了弯曲工况、弯扭组合工况等四种工况,对比分析了改进前后车架的应力分布特点及改进前车架裂纹产生的原因,给出了自卸车车架的固有频率及振型,考察了自卸车车架改进前后的动态特性。论文对车架静态分析结果为危险部件的后钢板弹簧前吊耳进行了疲劳分析,估算了该吊耳的疲劳寿命,对改进前后的后钢板弹簧前吊耳的疲劳分析结果做出了合理评价,为该车架以后的改进设计提供了理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外现状综述
• 1.2.1 有限元法
• 1.2.2 有限元分析的国内外研究进展
• 1.2.3 有限元发展趋势
• 1.2.4 CAE技术的意义及发展概况
• 1.2.5 车架有限元分析的研究进展
• 1.3 论文研究的意义与目的
• 1.3.1 汽车企业产品开发对CAE的需求
• 1.3.2 论文研究的目的意义
• 1.4 本论文的主要任务
• 2 车架结构特点及其有限元模型的建立
• 2.1 NX.Nastran软件介绍及操作
• 2.1.1 Nastran程序起源
• 2.1.2 NX.Nastran的主要特点
• 2.1.3 NX.Nastran分析的操作流程
• 2.1.4 NX.Nastran的仿真导航器介绍
• 2.2 车架结构及技术参数
• 2.2.1 车架结构概述
• 2.2.2 CDW3100型自卸汽车车架的结构及技术参数
• 2.3 车架有限元模型建立
• 2.3.1 NX.Nastran的基本单元库
• 2.3.2 CDW3100型自卸汽车车架的单元选择
• 2.3.3 车架有限元网格划分及模型检查
• 2.3.4 铆钉连接和螺栓连接的处理
• 3 车架有限元模态分析
• 3.1 车架结构有限元模态分析
• 3.1.1 结构模态分析的有限元理论
• 3.1.2 NX.Nastran特征值的解法
• 3.2 车架的有限元模态计算
• 3.2.1 改进前车架的模态分析结果
• 3.2.2 改进后车架的模态分析结果
• 3.3 计算结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 自卸车车架有限元静强度分析
• 4.1 车架强度的初步计算
• 4.2 车架材料特性
• 4.3 车架基本载荷的确定
• 4.4 边界条件的建立
• 4.5 计算工况的确定
• 4.6 车架改进前有限元计算结果及分析
• 4.7 对车架改进后的有限元计算结果及分析
• 4.7.1 对CDW3100型自卸汽车车架进行改进设计
• 4.7.2 对车架改进后的有限元计算结果及分析
• 4.8 对车架改进前后有限元计算结果作对比和评价
• 4.9 本章小结
• 5 后簧前吊耳的疲劳分析
• 5.1 疲劳分析理论
• 5.2 钢板弹簧吊耳的模型建立及疲劳参数的设置
• 5.2.1 定义材料疲劳属性
• 5.2.2 疲劳分析计算
• 5.3 对改进前后的钢板弹簧吊耳疲劳分析结果的评估
• 5.3.1 疲劳分析评估选项说明
• 5.3.2 对改进前后的钢板弹簧吊耳疲劳分析结果的评估
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献