基于CAE技术的某半挂车车架疲劳寿命预估研究

发布时间：2017-03-22 09:07

  本文关键词：基于CAE技术的某半挂车车架疲劳寿命预估研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本文以某型半挂车车架为研究对象，以计算机辅助设计、有限元计算、多体动力学分析等CAE仿真技术为平台，对车架的疲劳寿命进行了预估。作者的主要工作有：对现有的主要疲劳评估理论和方法进行了分析、总结和比较，选择了适合本文研究对象的疲劳评估理论与方法——基于频域的振动疲劳分析方法；建立了车架的有限元模型并进行了静态强度的校核；分析了车架的模态特性和频率响应特性，得出了车架的频率响应函数；由多体动力学仿真获得了车架动态外载的时间历程；根据车架的频率响应函数、动态载荷的时间历程和特定的S-N曲线，建立了车架疲劳分析的频域模型，，预测了车架的疲劳寿命，找出了其薄弱环节，为该挂车的安全性评价和优化设计提供了依据。
【关键词】：车架 疲劳寿命 频域分析 有限元分析 功率谱密度 S-N曲线
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.53
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 选题的科学意义和应用前景8-9
• 1.2 相关理论、方法的研究现状9-13
• 1.2.1 疲劳理论的发展综述9-11
• 1.2.2 随机疲劳的预测仿真现状11-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 第2章 随机疲劳的评定理论与方法14-28
• 2.1 金属材料的疲劳特性概述14-17
• 2.1.1 材料的 S-N曲线14-15
• 2.1.2 疲劳累积损伤模型15-17
• 2.2 基于时域的疲劳评定方法17-22
• 2.2.1 雨流循环计数法17-19
• 2.2.2 疲劳评定的名义应力法(S-法)19-20
• 2.2.3 疲劳评定的局部应力应变法(ε-N法)20-22
• 2.3 基于频域的随机疲劳评定方法22-27
• 2.3.1 应力随机过程的峰值数分布22-25
• 2.3.2 应力随机过程的峰值数概率密度在循环统计与损伤计算中的应用25-26
• 2.3.3 功率谱密度在频域随机疲劳评定中的作用26-27
• 2.4 车架振动疲劳分析路线的确定27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 车架有限元建模与静力分析28-40
• 3.1 分析对象概述28-29
• 3.1.1 半挂车及车架总成结构介绍28-29
• 3.1.2 车架分析的坐标系29
• 3.1.3 车架材料属性29
• 3.2 车架有限元模型的建立29-36
• 3.2.1 分析软件的选用29
• 3.2.2 车架受力状况与物理模型特性的定性分析29-30
• 3.2.3 单元类型的选择与模型的离散化30-33
• 3.2.4 静力分析的边界条件确定33-36
• 3.3 车架强度计算结果分析36-37
• 3.4 有限元模型的试验验证37-39
• 3.4.1 试验目的37
• 3.4.2 试验对象37
• 3.4.3 试验仪器与设备37-38
• 3.4.4 试验方法38
• 3.4.5 试验结果与有限元静强度计算结果对比分析38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 车架的结构动力分析40-49
• 4.1 车架模态分析40-44
• 4.1.1 车架模态分析概述40
• 4.1.2 模态分析理论基础40-42
• 4.1.3 车架模态分析前处理42
• 4.1.4 车架模态计算结果分析42-44
• 4.2 车架频率响应分析44-48
• 4.2.1 简谐激励的运动方程求解方法45-47
• 4.2.2 模态法频率响应分析参数设定47
• 4.2.3 频率响应计算结果47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 车架动态外载的计算49-58
• 5.1 时域路面激励的仿真反求49-53
• 5.1.1 路面不平度的功率谱密度49-50
• 5.1.2 时域反求路面不平度激励的技术路线50-53
• 5.2 路面激励作用下的车架动态外载仿真53-57
• 5.2.1 半挂车1/2振动模型的分析53-54
• 5.2.2 路面—车辆虚拟仿真模型建模54-55
• 5.2.3 动态外载的仿真结果55-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 基于频域的车架振动疲劳寿命估计58-66
• 6.1 疲劳分析软件简介58-59
• 6.2 MSC.Fatigue环境下振动疲劳寿命频域估计的技术路线59-60
• 6.3 随机激励下车架应力响应谱的分析60-62
• 6.4 基于应力谱密度的疲劳估计62-65
• 6.4.1 S-N曲线的选取62-63
• 6.4.2 车架疲劳寿命计算结果及分析63-65
• 6.5 本章小结65-66
• 结论66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72

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本文编号：261235