基于有限元的客车车身结构分析

发布时间：2017-05-04 08:14

  本文关键词：基于有限元的客车车身结构分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着计算机技术的发展，车身设计越来越趋近于CAD/CAE/CAM的一体化设计。有限元技术是计算机辅助工程分析(CAE)的关键技术。将有限元技术应用于新车型的反求设计，指导新车型的结构设计，，使其在车身轻量化的同时，满足车身的强度和刚度要求已经成为车身设计的重要部分。有限元技术最初应用在汽车上只是对车身结构进行简单的静态特性分析，作为汽车车身结构设计的初步依据。随着计算机水平的发展，ANSYS、NASTRAN、PARTRAN等各种各样的大型有限元软件的纷纷推出，有限元技术被应用于车身结构的优化设计和动态特性分析等领域。 目前国内应用有限元技术在车身结构设计的研究主要集中在以重量最轻为目标，通过计算对扭转和弯曲两种工况进行强度和静刚度的优化，考虑动态特性一般是进行模态分析，获得固有频率及相应的振型作为优化的目标或约束。 本文共分为五章，主要讨论了如何应用大型有限元软件进行车身结构的静态分析和模态分析，及如何根据分析的结果进行车身结构的优化设计。第一章主要介绍了有限元技术的发展及应用；第二章详尽的阐述了如何应用有限元技术进行客车车身的结构分析；第三章主要讨论了如何建立车身的有限元模型及对它进行简化。由于使用ANSYS软件建模很不方便，本文使用UG软件建模，利用UG软件的图形数据转换接口，将作好的模型导入ANSYS中处理；第四章主要是介绍了如何使用ANSYS软件进行客车车身结构的分析，文中讨论了客车的三种使用工况，弯曲工况、扭转工况和弯扭工况，计算了客车车身的结构强度和刚度用于指导客车车身结构的设计。第五章主要讨论了客车车身结构的优化设计。针对第四章所计算的客车车身结构的刚度和强度结果，通过改变客车车身某些杆件的截面尺寸参数，使客车在满足刚度和强度的条件下轻量化。
【关键词】：车身骨架 有限元 结构分析 模态分析 ANSYS UG
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U463
【目录】：

• 1 绪论8-16
• 1．1 课题的背景和历史意义8-9
• 1．2 有限元技术9-14
• 1．2．1 有限元技术的发展9-10
• 1．2．2 有限元技术简介10-13
• 1．2．3 有限元技术的应用13-14
• 1．2．4 有限元技术在汽车上的应用14
• 1．3 本论文的研究内容和方法14-16
• 2 客车车身的有限元法16-33
• 2．1 空间梁单元刚度矩阵16-19
• 2．2 开口薄壁空间梁单元约束扭转的刚度矩阵19-22
• 2．3 薄壁翘曲约束扭转的计算22-24
• 2．4 坐标变换和整体刚度矩阵24-31
• 2．4．1 求转换矩阵25-26
• 2．4．2 二次转换的坐标转换矩阵26-30
• 2．4．3 整体刚度矩阵的形成30-31
• 2．5 车身的振动特性计算31-33
• 3 客车车身的有限元模型33-42
• 3．1 建立模型33-37
• 3．1．1 UG软件33-35
• 3．1．2 基于UG软件的客车车身曲面设计35-36
• 3．1．3 基于UG软件的车身骨架设计36-37
• 3．2 模型的简化37-40
• 3．3 载荷处理40
• 3．4 边界约束条件40-42
• 4 车身结构的动静态强度的计算与分析42-56
• 4．1 ANSYS软件42-45
• 4．2 计算工况的选择45-46
• 4．2．1 强度分析工况45-46
• 4．2．2 刚度分析工况46
• 4．2．3 动态特性研究46
• 4．3 计算结果及分析46-54
• 4．3．1 强度计算结果及分析46-49
• 4．3．2 刚度计算结果及分析49-51
• 4．3．3 模态计算结果及分析51-54
• 4．4 结论54-56
• 5 车身结构的优化设计56-61
• 5．1 优化设计的基本概念56-57
• 5．2 ANSYS软件中的设计优化57-59
• 5．2．1 优化方法57-58
• 5．2．2 优化工具58
• 5．2．3 优化变量58-59
• 5．3 车身骨架的优化设计59-61
• 5．3．1 参数化优化模型59
• 5．3．2 计算结果59-61
• 6 结束语61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张东平;;三轮越野叉车车身的有限元分析法[J];西南师范大学学报(自然科学版);2010年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 高娟;汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计[D];吉林大学;2011年

2 白雪;高速超导磁悬浮列车的转向架设计[D];西南交通大学;2011年

3 计小辈;微粉碎齿轮磨技术的研究[D];河北工业大学;2011年

4 武力;轿车白车身结构建模研究及力学性能分析[D];西北工业大学;2006年

5 陈孟华;基于虚拟样机的轿车盘式制动器噪声的研究[D];武汉理工大学;2006年

6 蒋海江;起升动载激励下门座起重机臂架系统动态特性研究[D];武汉理工大学;2006年

7 胡正权;回转制动载荷激励下的门座起重机臂架系统动态特性研究[D];武汉理工大学;2006年

8 杨越凯;某轿车车身有限元建模及静动态特性分析[D];东北大学;2006年

9 朱春霞;基于有限元的3-TPT并联机床结构特性研究[D];东北大学;2006年

10 柳春山;跨越抽油机基础的修井钻台研究[D];大庆石油大学;2006年

  本文关键词：基于有限元的客车车身结构分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：344731