基于实测典型路面谱的车身关键截面几何域载荷分布研究

发布时间：2020-07-13 11:43

【摘要】：随着其汽车产销量与保有量的不断增加,对于汽车的疲劳耐久性的问题也越来越受到用户与厂家的关注,汽车的疲劳耐久性能的好坏直接关系到该车型的市场竞争力。汽车疲劳耐久性的保证通常采用基于计算机辅助分析的疲劳及强度分析与实车在耐久试验场的加速道路疲劳耐久性试验相结合的方式。实车试验虽然结果真实准确,只能在汽车开发后期有了样车后才能进行。计算机辅助分析可以有效对试验场试验的缺点进行有效的补充,但该技术需要分析模型于真实试验能够很好的对应,否则仿真分析很难达到实际的效果。本文结合样车在试验场典型路面实测载荷的路面谱,对在典型路面下车身关键截面在几何域的载荷分布进行系统的研究,并基于某微型商务车进行了系统的分析。首先根据该商务车道路加速耐久试验要求的路面进行基于轮心六分力的路面谱测试;其次根据等寿命等效的方式建立与典型路面损伤一致的准静态强度分析工况;然后根据多体动力学的硬点载荷分解方式获取车身与底盘连接位置的硬点载荷;最后提出几何域的概念并对车身的关键截面建立几何域的坐标,利用提载的硬点载荷进行车身关键截面在几何域上的载荷分布研究。此外,在本文中,通过多体动力学模型KinematicCompliance试验对标,验证了基于多体动力学的硬点载荷分解的准确性;同时根据对车身关键截面几何域载荷分布的研究发现,在截面几何域上的载荷分布是不均匀的,几何域载荷的分布受整车力的传递路径与截面形状的影响,也证明基于简化模型进行汽车车身关键接头进行疲劳或强度的分析是不妥当的;同时本文的研究也使工程师对接头截面载荷分布的认识从定性了解转变为定量的认识,对更好的进行汽车车身设计具有重要的意义。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U461.71
【图文】：

疲劳耐久性,保有量,可靠性,背景意义

工程硕士学位论文第 1 章绪论课题的背景意义我国汽车产业开始于上世纪 50 年代，经过近 70 年的发展，汽车产业已国的支柱产业，也是目前全球的汽车销售大国。近年来我国汽车市场增根据汽车工业协会统计信息网站[1]及搜狐汽车[2]数据显示（见图 1.1）：我量已由 2000 年的 200 多万辆，增长到 2015 年的 2450 万辆。其中从 201，汽车产销量位于一个高位，并不断增加。

交通部,试验场

在国内，主要的试车场有北京通县的交通部试车场（见图 1.2）、海南琼海的海南汽车试验场、属于军方的定远汽车试验场等，几家大的汽车公司也有自己的试车场，比如湖北襄樊的东风襄樊汽车试验场、上海通用的广德汽车试验场。在每一个不同可靠性加速耐久试验场都会有各种不同的试验道路以满足乘用车、客车、卡车等不同车型的试验要求，如比利时路、鹅卵石路面、铁道口路、过坑路等，车辆在不同的道路下行驶后受到不同的载荷形式，保证车辆进行的试验是全方位的，能够满足所有的用户需求。各厂家根据对各自生产车辆的性能要求，用户群体等条件确定车辆的试验规范。在不同的试验规范里面定了高速跑道、扭曲路、比利时路、鹅卵石路、鱼鳞坑、搓板路、砂石路、乡村土路的不同路面的试验速度、试验里程，以保证汽车在试验路面行驶下产生的载荷能够满足整车与各零部件的试验要求，从而满足各个用户的日常形式要求。根据车型的不同定义及用户群体的不同，一般每个厂家的要求各不相同，一般里程从 10000Km 到数万公里不等，试验的周期也从不尽相同。

循环计数,方法,移除

图 2.5 雨流循环计数方法用文字表达即：中间小的载荷反向的峰值应该处于大循环的两个峰值之图对连续的雨流计数做了说明。在 2.6 图中，能够产生 5 个雨流循环计数，在完成并移除这些小载荷的循环后得到图 2.7。在图中根据雨流循环计数方法可到 3 个雨流循环计数，但是现在变化更大，计数完成并移除这三个循环后可到图 2.8。图 2.8 中两个大的循环通过雨流循环计数被统计。最后的剩余如图所示，已经不可能再进一步进行循环计数了，余下的循环必须在计数过程结分别计数。图 2.6 5 个小的循环被计数

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