工程專用自卸車車架疲勞壽命分析
發(fā)布時間：2017-03-16 09:01
本文關(guān)鍵詞：工程專用自卸車車架疲勞壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：工程專用自卸車主要運行于礦山、工地等場所,行駛路況惡劣且常在嚴(yán)重超載的工況下使用。車架是工程專用自卸車重要的承載結(jié)構(gòu),駕駛室、液壓舉升系統(tǒng)、車廂、動力傳動系統(tǒng)和車橋等總成或部件通過剛性或柔性連接安裝在車架上。因此,車架的性能對整車的性能有直接影響。在進(jìn)行車架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,若能比較準(zhǔn)確地預(yù)測其疲勞壽命,對防止由于車架疲勞破壞而引發(fā)的事故有著非常重要的意義。隨著計算機學(xué)科和CAE技術(shù)的發(fā)展,CAE技術(shù)在車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)階段以及整車后續(xù)分析中得到了廣泛的應(yīng)用。為了預(yù)測前期開發(fā)的工程專用自卸車主副一體式車架結(jié)構(gòu)在超載工況(載重55t、70t)下的疲勞壽命,將有限元結(jié)構(gòu)分析、整車多體動力學(xué)仿真、疲勞壽命分析等CAE技術(shù)應(yīng)用到車架結(jié)構(gòu)的分析中�？紤]到超載工況下整車試驗的安全性,本文通過CAE技術(shù),基于模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)理論,分析了DT-002工程專用自卸車車架在超載工況下的疲勞壽命。首先,在HyperMesh軟件中建立了DT-002自卸車車架的有限元模型,根據(jù)車架構(gòu)件使用的材料賦予其材料屬性,并結(jié)合整車實際工作狀態(tài)施加邊界條件,分析了超載條件下車架在靜載彎曲、極限扭轉(zhuǎn)、舉升初(0°)和舉升最大角(45°)四種工況下的靜態(tài)特性。其次對DT-002車架進(jìn)行了模態(tài)分析。去除車架有限元模型邊界條件,通過模態(tài)分析得到自由狀態(tài)下車架的模態(tài)信息后,模擬車架自由狀態(tài)進(jìn)行模態(tài)試驗,以試驗分析所得模態(tài)信息與有限元分析得到的模態(tài)信息對比,兩者間固有頻率最大誤差為5%,且各階模態(tài)振型基本吻合,驗證了有限元模型的可信性。采用部件模態(tài)綜合法(CMS)對車架有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析,并同時仿真得到車架的MNF模態(tài)中性文件和OP2模態(tài)應(yīng)力文件。然后在ADAMS軟件中以柔性體車架為基體建立DT-002自卸車的剛?cè)狁詈夏Ｐ汀榱蓑炞C建立的整車動力學(xué)模型,進(jìn)行了DT-002自卸車道路試驗,測得整車在公司試驗場路和工地道路運行時車架、車橋的振動信號,然后進(jìn)行整車動力學(xué)分析,驗證了動力學(xué)模型的可信性。結(jié)合工程專用自卸車的實際運行狀態(tài),將車速控制在15-20km/h,選擇D級路面進(jìn)行整車虛擬道路試驗,提取超載條件下車架柔性體的模態(tài)位移時間歷程,作為車架疲勞壽命分析的疲勞載荷。最后,基于模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)理論,預(yù)測工程專用自卸車車架超載下的疲勞壽命。利用CMS模態(tài)分析求得的模態(tài)應(yīng)力文件和整車虛擬試驗提取的模態(tài)位移歷程相結(jié)合作為車架疲勞載荷,結(jié)合車架疲勞特性曲線,預(yù)測車架疲勞壽命以及危險區(qū)域。分析結(jié)果表明,采用本文所述方法能夠有效的分析車架的疲勞壽命,有利于指導(dǎo)車架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn),提升自卸車的市場競爭力。
【關(guān)鍵詞】：工程自卸車 車架 模態(tài)分析 剛?cè)狁詈?/strong> 模態(tài)應(yīng)力恢復(fù) 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH242
【目錄】：
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 第一章 緒論11-19
- 1.1 課題研究背景及意義11-12
- 1.2 重型自卸車的發(fā)展趨勢12-13
- 1.3 國內(nèi)外研究概述13-17
- 1.3.1 靜態(tài)特性研究14-15
- 1.3.2 多體動力學(xué)分析15
- 1.3.3 疲勞分析15-17
- 1.4 主要研究內(nèi)容17-18
- 1.5 課題來源18-19
- 第二章 疲勞壽命理論及疲勞分析方法19-29
- 2.1 疲勞的定義與分類19-20
- 2.1.1 疲勞定義19
- 2.1.2 疲勞分類19-20
- 2.2 疲勞壽命預(yù)測方法20-21
- 2.3 影響疲勞壽命的因素21-22
- 2.4 模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)理論22-25
- 2.4.1 模態(tài)分析22-23
- 2.4.2 柔性體動力學(xué)求解23
- 2.4.3 模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)23-24
- 2.4.4 基于模態(tài)應(yīng)力的疲勞壽命預(yù)測24-25
- 2.5 基于模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)的車架虛擬疲勞試驗路線25-27
- 2.5.1 車架模態(tài)分析路線25-26
- 2.5.2 模態(tài)位移歷程生成路線26
- 2.5.3 虛擬疲勞試驗分析路線26-27
- 2.6 本章小結(jié)27-29
- 第三章 車架靜動態(tài)特性分析29-49
- 3.1 車架有限元模型的建立29-34
- 3.1.1 車架幾何模型的簡化30-31
- 3.1.2 單元選擇及材料定義31-33
- 3.1.3 邊界條件設(shè)定33-34
- 3.2 強度分析理論34
- 3.3 車架靜強度分析34-42
- 3.4 車架模態(tài)分析42-48
- 3.4.1 車架計算模態(tài)分析42-43
- 3.4.2 車架模態(tài)試驗43-48
- 3.5 本章小結(jié)48-49
- 第四章 整車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)建模及仿真49-69
- 4.1 動力學(xué)軟件簡介49
- 4.2 車架柔性體的生成49-50
- 4.3 整車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)建模50-56
- 4.3.1 駕駛室建模51
- 4.3.2 車箱建模51
- 4.3.3 動力總成建模51-52
- 4.3.4 懸架系統(tǒng)建模52-53
- 4.3.5 輪胎模型建立53-54
- 4.3.6 道路的模擬54-55
- 4.3.7 整車動力學(xué)模型55-56
- 4.4 整車剛?cè)狁詈夏Ｐ万炞C56-62
- 4.4.1 實車道路試驗56-59
- 4.4.2 實車道路試驗信號采集59-62
- 4.4.3 整車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型可信度驗證62
- 4.5 整車剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真62-68
- 4.5.1 載重 55t動力學(xué)仿真和結(jié)果62-65
- 4.5.2 載重 70t動力學(xué)仿真和結(jié)果65-68
- 4.6 本章小節(jié)68-69
- 第五章 車架疲勞分析69-77
- 5.1 疲勞分析理論基礎(chǔ)69-72
- 5.1.1 疲勞損傷理論69-70
- 5.1.2 疲勞特性曲線70-71
- 5.1.3 載荷譜統(tǒng)計71-72
- 5.2 車架疲勞壽命72-76
- 5.2.1 車架載荷歷程73
- 5.2.2 車架材料的S-N曲線73-74
- 5.2.3 疲勞分析結(jié)果74-76
- 5.3 本章小結(jié)76-77
- 第六章 總結(jié)與展望77-79
- 6.1 全文總結(jié)77-78
- 6.2 工作展望78-79
- 參考文獻(xiàn)79-83
- 致謝83-84
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84
【相似文獻(xiàn)】
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1 張俊;;女車車架結(jié)構(gòu)形式的初探[J];中國自行車;1989年04期
2 谷敏;;混合車車架工藝點滴[J];中國自行車;1990年05期
3 陳華新;;車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(二)[J];摩托車技術(shù);1993年05期
4 高思榜;;摩托車車架結(jié)構(gòu)的分析與優(yōu)化研究[J];科技致富向?qū)?2013年17期
5 桑t熑，
本文編號：251528
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