中置轴轿运车车架结构疲劳寿命分析及优化
发布时间：2021-06-16 04:30
中置轴轿运车是一种用于轿车运输的专用车辆,轿运车车架是中置轴轿运车关键的承载部位,车架的强度、刚度和疲劳寿命直接决定了轿运车的使用性能。车架的轻量化能够提高车辆燃油经济性,达到节能减排的目的,同时轻量化还可节约成本,增加承载质量。因此,对轿运车车架的研究具有十分重要的意义。本文以中置轴轿运车车架为研究对象,首先利用Solidworks对车架进行三维建模,然后对车架进行满载弯曲、满载扭转以及满载制动工况下的静力学分析,得到车架的应力分布和最大应力区域的变形情况。同时对车架进行了模态分析,探索车架的振动特性,为避免车架共振提供理论依据。其次利用Adams对轿运车车架进行多体动力学分析,建立了轿运车的多体动力学模型。通过仿真得到车架的载荷时间历程和加速度时间历程。同时对轿运车进行道路试验,获取了车架各个位置的加速度数据,利用Tecware软件进行信号处理后,获得车架的加速度载荷谱,将试验和动力学仿真得到的加速度载荷谱进行对比,验证动力学仿真的正确性。再次结合有限元分析文件、疲劳载荷谱以及材料的S-N曲线,利用Ansys和Ncode联合对轿运车车架进行疲劳寿命分析,获取车架结构的疲劳寿命分布云...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中置轴轿运车众所周知，中置轴轿运车的主要承载部位为车架，针对轿运车车架研究具有十分
第2章车架静动态特性分析-11-a)主车车架网格分布b)主车车架网格细节图2-2主车架网格图2-3挂车车架网格2.2.4施加载荷中置轴轿运车车架在满载弯曲、满载制动和满载扭转工况所受到的载荷的大小以及方向基本是相同的。在行驶过程中，中置轴轿运车主要承受道路激励以及发动机激励，这使得车架不仅是受静载荷，还需要承受一定的动载荷。在进行轿运车车架设计过程中要充分考虑车架的受力情况以免造成车架因强度问题而产生交通事故。因此在满载弯曲、满载扭转、紧急制动等典型工况下模拟轿运车车架的受力情况时，不得不考虑动载荷。车架承受的动载荷近似看作车架和货物总重与动载系数的乘积。动载系数的影响因素较多，主要包括道路等级、车速以及悬架轮胎刚度等等。动载系数的计算结果往往是由理论数据和实验数据相结合的一个经验值。轿运车在正常行驶过程中主车架主要承受5辆轿车的重量(约7500kg)以及主车架自重，挂车车架主要承受4辆轿车的重量(约6000kg)以及挂车架自重。载荷简化为均布载荷处理主要分布在车架的横梁和纵梁上，方向为竖直向下。a)挂车车架网格分布b)挂车车架网格细节
燕山大学工程硕士学位论文-12-2.3车架静力分析2.3.1满载弯曲工况分析满载弯曲工况是指中置轴轿运车在路面条件较好的情况下以一定的速度行驶的工况。这也是中置轴轿运车最常见、最基本的一种工况。这种工况下车速较高，惯性力较大，因此动载系数相对也较高，这里取动载系数为2。利用Ansys对轿运车车架有限元模型进行求解计算，主架的应力和位移分布如图2-4和图2-5所示，挂车车架的应力和位移分布如图2-6和图2-7所示。图2-4主车架满载弯曲应力云图图2-5主车车架满载弯曲位移云图图2-6挂车车架满载弯曲应力云图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于轮胎六分力的某商用车车架疲劳分析[J]. 刘俊,张海剑,王威,刘亚军,周福庚. 中国机械工程. 2019(21)
[2]基于发动机安装位置的货车车架减振优化[J]. 李兴昌,邓旻涯,杨云杰. 企业技术开发. 2018(12)
[3]“深专”中置轴轿运车新品获青睐[J]. 肖献法. 专用车与零部件. 2018(03)
[4]半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化[J]. 李伟平,曾亮铭,李磊. 科学技术与工程. 2017(25)
[5]工程专用自卸车车架疲劳寿命分析[J]. 张国栋,王铁,刘宝乾,陈澔利. 机械设计与制造. 2017(04)
[6]基于功率密度的玉米收获机车架疲劳分析[J]. 李福强,刘守荣,毛恩荣,杜岳峰,林玉龙,田纪云. 农业工程学报. 2016(10)
[7]重型自卸车车架结构强度分析与改进研究[J]. 郝明刚,王铁,陈峙,褚玉锋,刘伦伦,姚鹏华. 机电工程. 2014(05)
[8]新型车架的疲劳寿命预测及优化设计[J]. 李成林,韩振南,宋莎莎. 机械设计与制造. 2013(12)
[9]某车架的可靠性分析及轻量化研究[J]. 卢进海,叶南海,翟银秀,王利. 机械科学与技术. 2013(11)
[10]矿用自卸车车架结构多目标拓扑优化研究[J]. 蒋金星,谷正气,米承继,王玉涛,臧晓蕾. 中国机械工程. 2013(08)
硕士论文
[1]某型飞翼式无人机气动优化研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2019
[2]盾构管片结构参数设计优化[D]. 张鹏.长安大学 2019
[3]自卸车车体轻量化设计[D]. 郭珊珊.陕西科技大学 2019
[4]XX6860GE城市客车车架结构有限元分析及改进[D]. 孙帅.吉林大学 2018
[5]基于有限元和多体动力学的厢式半挂车疲劳寿命分析研究[D]. 路栋栋.湖南大学 2018
[6]基于刚度链方法的矿用自卸车车架抗疲劳轻量化研究[D]. 符筱.湖南大学 2018
[7]某重型汽车车架结构抗疲劳轻量化设计[D]. 单喜乐.湖南大学 2018
[8]某牵引车车架的随机振动疲劳寿命预估[D]. 韦恩祥.重庆大学 2017
[9]基于虚拟迭代技术的某MPV副车架疲劳仿真分析[D]. 胡斌.西华大学 2017
[10]某重型载货汽车车架的疲劳分析及优化[D]. 郜慧超.北京理工大学 2016
本文编号：3232362
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中置轴轿运车众所周知，中置轴轿运车的主要承载部位为车架，针对轿运车车架研究具有十分
第2章车架静动态特性分析-11-a)主车车架网格分布b)主车车架网格细节图2-2主车架网格图2-3挂车车架网格2.2.4施加载荷中置轴轿运车车架在满载弯曲、满载制动和满载扭转工况所受到的载荷的大小以及方向基本是相同的。在行驶过程中，中置轴轿运车主要承受道路激励以及发动机激励，这使得车架不仅是受静载荷，还需要承受一定的动载荷。在进行轿运车车架设计过程中要充分考虑车架的受力情况以免造成车架因强度问题而产生交通事故。因此在满载弯曲、满载扭转、紧急制动等典型工况下模拟轿运车车架的受力情况时，不得不考虑动载荷。车架承受的动载荷近似看作车架和货物总重与动载系数的乘积。动载系数的影响因素较多，主要包括道路等级、车速以及悬架轮胎刚度等等。动载系数的计算结果往往是由理论数据和实验数据相结合的一个经验值。轿运车在正常行驶过程中主车架主要承受5辆轿车的重量(约7500kg)以及主车架自重，挂车车架主要承受4辆轿车的重量(约6000kg)以及挂车架自重。载荷简化为均布载荷处理主要分布在车架的横梁和纵梁上，方向为竖直向下。a)挂车车架网格分布b)挂车车架网格细节
燕山大学工程硕士学位论文-12-2.3车架静力分析2.3.1满载弯曲工况分析满载弯曲工况是指中置轴轿运车在路面条件较好的情况下以一定的速度行驶的工况。这也是中置轴轿运车最常见、最基本的一种工况。这种工况下车速较高，惯性力较大，因此动载系数相对也较高，这里取动载系数为2。利用Ansys对轿运车车架有限元模型进行求解计算，主架的应力和位移分布如图2-4和图2-5所示，挂车车架的应力和位移分布如图2-6和图2-7所示。图2-4主车架满载弯曲应力云图图2-5主车车架满载弯曲位移云图图2-6挂车车架满载弯曲应力云图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于轮胎六分力的某商用车车架疲劳分析[J]. 刘俊,张海剑,王威,刘亚军,周福庚. 中国机械工程. 2019(21)
[2]基于发动机安装位置的货车车架减振优化[J]. 李兴昌,邓旻涯,杨云杰. 企业技术开发. 2018(12)
[3]“深专”中置轴轿运车新品获青睐[J]. 肖献法. 专用车与零部件. 2018(03)
[4]半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化[J]. 李伟平,曾亮铭,李磊. 科学技术与工程. 2017(25)
[5]工程专用自卸车车架疲劳寿命分析[J]. 张国栋,王铁,刘宝乾,陈澔利. 机械设计与制造. 2017(04)
[6]基于功率密度的玉米收获机车架疲劳分析[J]. 李福强,刘守荣,毛恩荣,杜岳峰,林玉龙,田纪云. 农业工程学报. 2016(10)
[7]重型自卸车车架结构强度分析与改进研究[J]. 郝明刚,王铁,陈峙,褚玉锋,刘伦伦,姚鹏华. 机电工程. 2014(05)
[8]新型车架的疲劳寿命预测及优化设计[J]. 李成林,韩振南,宋莎莎. 机械设计与制造. 2013(12)
[9]某车架的可靠性分析及轻量化研究[J]. 卢进海,叶南海,翟银秀,王利. 机械科学与技术. 2013(11)
[10]矿用自卸车车架结构多目标拓扑优化研究[J]. 蒋金星,谷正气,米承继,王玉涛,臧晓蕾. 中国机械工程. 2013(08)
硕士论文
[1]某型飞翼式无人机气动优化研究[D]. 张磊.哈尔滨工业大学 2019
[2]盾构管片结构参数设计优化[D]. 张鹏.长安大学 2019
[3]自卸车车体轻量化设计[D]. 郭珊珊.陕西科技大学 2019
[4]XX6860GE城市客车车架结构有限元分析及改进[D]. 孙帅.吉林大学 2018
[5]基于有限元和多体动力学的厢式半挂车疲劳寿命分析研究[D]. 路栋栋.湖南大学 2018
[6]基于刚度链方法的矿用自卸车车架抗疲劳轻量化研究[D]. 符筱.湖南大学 2018
[7]某重型汽车车架结构抗疲劳轻量化设计[D]. 单喜乐.湖南大学 2018
[8]某牵引车车架的随机振动疲劳寿命预估[D]. 韦恩祥.重庆大学 2017
[9]基于虚拟迭代技术的某MPV副车架疲劳仿真分析[D]. 胡斌.西华大学 2017
[10]某重型载货汽车车架的疲劳分析及优化[D]. 郜慧超.北京理工大学 2016
本文编号：3232362
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