【摘要】：隨著物流業(yè)的迅速發(fā)展,半掛牽引車作為一種重要的貨運工具起著至關(guān)重要的作用,而車架作為重要的承載部件,承受著來自地面的隨機(jī)作用載荷、載重以及相關(guān)附件載荷,所以,半掛牽引車車架的性能好壞直接影響到整個半掛牽引車能否可靠且持久的工作。半掛牽引車性能的好壞不僅體現(xiàn)在較高的強(qiáng)度和剛度,還要滿足車架的疲勞可靠性設(shè)計。本文以半掛牽引車車架作為研究對象,以計算機(jī)輔助設(shè)計、疲勞可靠性理論、有限元分析理論以及優(yōu)化算法等技術(shù)為平臺,對車架的疲勞可靠性進(jìn)行評估,并在滿足車架的剛度、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高車架的疲勞壽命。本文的主要研究內(nèi)容如下:建立半掛牽引車車架的有限元分析模型,確定車架的邊界條件,并對原始設(shè)計尺寸下的車架在彎曲工況、扭轉(zhuǎn)工況、緊急制動工況以及緊急轉(zhuǎn)彎工況等特殊工況下進(jìn)行剛度強(qiáng)度校核并分析車架具有的模態(tài)特性,找出半掛牽引車車架的薄弱部分,并確定半掛牽引車車架的前十階模態(tài)頻率及其相應(yīng)的模態(tài)振型。本文首先在Adams中建立車架的多體動力學(xué)模型,根據(jù)實際路況,以C級路面譜作為輸入,由垂向位移激勵計算求出懸架與車架連接處的動態(tài)外載荷作為車架疲勞仿真分析的載荷譜。在疲勞可靠性分析軟件Fatigue中,根據(jù)車架使用材料的性能,模擬出車架材料的S-N曲線,通過準(zhǔn)靜態(tài)疲勞壽命分析方法計算出車架在最惡劣工況下的疲勞壽命。然后根據(jù)粒子群多目標(biāo)優(yōu)化算法,以車架的各縱橫梁為設(shè)計變量,以車架的較低應(yīng)力和較輕質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo),選取較為合理的車架縱橫梁設(shè)計尺寸,并對優(yōu)化后的車架尺寸進(jìn)行特殊工況下剛度強(qiáng)度校核以及相應(yīng)的模態(tài)特性,分析車架的疲勞壽命,并對比原始設(shè)計尺寸車架的疲勞壽命,優(yōu)化后車架的強(qiáng)度有所增強(qiáng),質(zhì)量有所減輕,車架的疲勞壽命也提高了4.4%左右。本課題研究較為全面系統(tǒng)的分析了半掛牽引車車架的疲勞壽命問題,該分析方法可以用于車架的抗疲勞設(shè)計等問題研究,也為其它工程實際問題提供了設(shè)計參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.32;U469.5

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本文編號：2546511