学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于有限元分析的中型卡车车架改进设计及其试验研究

作　者: 邓祖平
导　师: 王良模
学　校: 南京理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 车架 有限元 静力分析 结构改进 轻量化设计 模态分析 台架试验
分类号: U463.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 98次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文结合某中型卡车车架的开发工作,以有限元法的相关理论为依据对车架进行有限元分析,在此基础上,对车架进行结构改进和轻量化设计,并应用非电量电测技术对车架进行台架试验,以验证有限元分析的可靠性和考核车架的疲劳寿命。应用Hyper Works软件,根据车架零件的结构形式选择合理的单元类型进行网格的划分、螺栓连接和焊接结构的模拟,建立了带有驾驶室、车厢、各支架以及前后钢板弹簧悬架的较为完整的整车有限元模型,研究了不同工况下的约束和载荷添加方式,并使用NX.Nastran求解出车架不同工况下的应力分布,计算出车架的扭转刚度,找出了车架原设计的薄弱环节和不合理结构。根据有限元分析结果,加强了第五、六横梁连接板；然后进行了车架的轻量化设计,新设计的车架比原设计重量减少了4.93%,且刚、强度满足要求。为了研究新设计车架的动态特性,对其进行了结构自由模态分析。结果表明,新车架低阶频率高于车轮激振频率,且低于发动机怠速频率,整体频率避开了发动机正常工作的频率范围,车架与车轮、发动机产生共振的可能性非常小,说明车架动态特性合理。最后,对车架样件进行了弯曲工况和扭转工况的应力应变试验和疲劳试验,得到了车架应力应变分布情况,试验数据和有限元计算结果有较好的一致性,验证了有限元分析的可靠性;疲劳试验结果表明,车架满足疲劳寿命要求,进一步说明了车架结构和性能的合理性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究的背景及意义  8-9
  1.2 车架有限元技术的发展及研究现状  9-11
    1.2.1 国内车架有限元技术的发展及研究现状  9-10
    1.2.2 国外车架有限元技术的发展及研究现状  10-11
  1.3 论文研究的主要内容  11-12
  1.4 本章小结  12-13
2 有限元法及相关软件介绍  13-18
  2.1 有限元法概述  13
  2.2 有限元法分析过程  13-15
    2.2.1 连续系统离散化  13-14
    2.2.2 单元分析  14
    2.2.3 整体分析  14-15
    2.2.4 数值求解  15
  2.3 有限元软件介绍  15-17
    2.3.1 Hyper Works软件简介  15-16
    2.3.2 NX.Nastran软件简介  16-17
  2.4 本章小结  17-18
3 车架有限元模型的建立  18-26
  3.1 整车主要技术参数  18
  3.2 车架的结构形式  18-19
  3.3 建立车架有限元分析模型  19-25
    3.3.1 车架模型简化  19-20
    3.3.2 单元类型的选择  20
    3.3.3 网格质量控制  20-21
    3.3.4 有限元模型建模策略  21-22
    3.3.5 零件连接方式处理  22-24
    3.3.6 载荷质量施加  24
    3.3.7 整车有限元模型  24-25
  3.4 本章小结  25-26
4 车架有限元静力分析  26-40
  4.1 确定分析工况  26
  4.2 强度校核理论  26
  4.3 各工况有限元分析及结果  26-39
    4.3.1 扭转工况  26-29
    4.3.2 弯曲工况  29-33
    4.3.3 加速工况  33-34
    4.3.4 紧急制动工况  34-35
    4.3.5 极限转弯工况  35-37
    4.3.6 动载荷工况  37-39
  4.4 本章小结  39-40
5 车架结构改进及轻量化设计  40-46
  5.1 车架结构改进  40
  5.2 车架轻量化设计  40-42
  5.3 新设计车架有限元分析  42-44
  5.4 本章小结  44-46
6 新设计车架结构模态分析  46-51
  6.1 结构模态分析的理论基础  46-47
  6.2 Nastran模态计算方法  47
    6.2.1 变换法  47
    6.2.2 跟踪法  47
    6.2.3 Block Lanczos法  47
  6.3 新设计车架模态分析及结果  47-50
    6.3.1 模态有限元分析模型  47-48
    6.3.2 模态分析结果  48-49
    6.3.3 模态结果评价  49-50
  6.4 本章小结  50-51
7 车架台架试验研究  51-64
  7.1 车架试验方法介绍  51-54
    7.1.1 非电量电测技术  51
    7.1.2 电阻应变片的结构和原理  51-52
    7.1.3 测量电路特性  52-54
  7.2 典型工况下的车架试验  54-63
    7.2.1 试验目的  54
    7.2.2 主要试验设备  54
    7.2.3 试验方案  54-57
    7.2.4 试验结果及分析  57-63
  7.3 本章小结  63-64
8 工作总结与展望  64-66
  8.1 工作总结  64-65
  8.2 研究展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录  70

相似论文

  1. 混粉电火花成型机主机系统及工艺试验的研究,TG661
  2. 电火花加工中的电极损耗机理及控制研究,TG661
  3. 永磁磁力耦合器结构与特性研究,TH139
  4. 谐波齿轮传动柔轮应力及轮齿磨损分析,TH132.43
  5. 常温低温组合密封结构的有限元分析与优化设计,TH136
  6. 碾压混凝土拱坝温度应力仿真分析与分缝设计研究,TV642.2
  7. 竖向荷载作用下半刚性连接钢框架的简化分析,TU391
  8. 带填充墙框架结构非线性有限元分析,TU323.5
  9. 电流及电场对结晶器铜板上电镀镍及其合金镀层性能的影响,TQ153.2
  10. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  11. 个性化人工膝关节设计及其生物力学特性研究,R318.1
  12. 船用锅炉过热器管束胀口应力应变分析,TQ051.5
  13. 电子产品质量监控测试设备设计,TN06
  14. 深水海底管道S型铺管法安装分析,TE973
  15. 拖拉机驾驶室的有限元分析及优化设计,S219.02
  16. 拖拉机电控液压动力转向系统的转向机构及液压系统设计,S219.02
  17. 智能森林灭火航弹研究,S762
  18. 多针内固定治疗跟骨骨折的有限元分析,R687.3
  19. 三种后路腰椎融合术致相邻节段退变的有限元分析比较,R687.3
  20. 踝关节及周围韧带三维有限元模型的建立与分析,R687.3
  21. 不同托槽底板结构影响粘接质量的三维有限元分析,R783.5

中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车结构部件 > 行走系统 > 车架
© 2012 www.xueweilunwen.com