基于有限元和多體動力學(xué)的廂式半掛車疲勞壽命分析研究
發(fā)布時(shí)間:2023-03-02 18:14
隨著我國物流運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展以及對運(yùn)輸半掛車行業(yè)的非法改裝和超載現(xiàn)象整治力度的加大,運(yùn)輸半掛車行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展已經(jīng)開始起步;诂F(xiàn)代物流運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求,有必要研究開發(fā)一種大容積、結(jié)構(gòu)可靠性高且符合現(xiàn)代物流運(yùn)輸方式的廂式半掛車。半掛車行業(yè)通常采用的靜力分析方法不能夠準(zhǔn)確獲得半掛車的動態(tài)性能,不利于在設(shè)計(jì)初期對半掛車進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)改進(jìn),因此有必要開展半掛車的動態(tài)性能仿真分析研究。本文以某全承載獨(dú)立懸掛廂式半掛車為研究對象,利用有限元仿真技術(shù)在虛擬環(huán)境下對廂式半掛車進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和疲勞壽命預(yù)測,完成了 HyperMesh、MSC.Nastran、ADAMS/Car 以及 MSC.Fatigue 軟件之間的協(xié)同分析計(jì)算,并創(chuàng)建針對該車型的有限元仿真分析規(guī)范,為企業(yè)對廂式半掛車的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供了技術(shù)支持。首先在HyperMesh中以殼單元對廂式半掛車進(jìn)行離散建立有限元模型,其中采用彈簧單元、剛性單元和梁單元模擬獨(dú)立懸架。由于廂式半掛車行駛的工況比較復(fù)雜,運(yùn)用MSC.Nastran求解器進(jìn)行水平彎曲、緊急制動、急速轉(zhuǎn)彎以及極限扭轉(zhuǎn)工況下的結(jié)構(gòu)分析,得到各工況的應(yīng)力和位移云圖,并對廂式半掛車的強(qiáng)度和剛...
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 有限元法的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.3 汽車疲勞壽命問題的研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 廂式半掛車有限元模型的建立
2.1 有限元分析軟件介紹
2.1.1 HyperMesh簡介
2.1.2 Nastran簡介
2.2 廂式半掛車有限元模型的建立
2.2.1 全承載廂式半掛車結(jié)構(gòu)簡介
2.2.2 幾何模型的簡化
2.2.3 單元選擇與網(wǎng)格劃分
2.2.4 網(wǎng)格質(zhì)量的控制
2.2.5 螺栓、焊縫以及膠粘的處理
2.2.6 空氣彈簧獨(dú)立懸架的處理
2.2.7 單元屬性的定義
2.2.8 全承載廂式半掛車有限元模型
2.3 本章小結(jié)
第3章 廂式半掛車靜力學(xué)分析
3.1 廂式半掛車強(qiáng)度、剛度評價(jià)指標(biāo)
3.1.1 廂式半掛車強(qiáng)度評價(jià)指標(biāo)
3.1.2 廂式半掛車剛度評價(jià)指標(biāo)
3.2 廂式半掛車結(jié)構(gòu)分析與校核
3.2.1 各工況下載荷的確定
3.2.2 水平彎曲工況
3.2.3 緊急制動工況
3.2.4 急速轉(zhuǎn)彎工況
3.2.5 極限扭轉(zhuǎn)工況
3.3 本章小結(jié)
第4章 整車多體動力學(xué)建模與仿真
4.1 ADAMS/Car建模概述
4.1.1 ADAMS/Car模塊簡介
4.1.2 ADAMS/Car建模的基本思路
4.1.3 建立整車仿真模型的參數(shù)準(zhǔn)備
4.2 整車多體動力學(xué)模型的建立
4.2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型的建立
4.2.2 動力總成模型的建立
4.2.3 牽引車前懸架系統(tǒng)模型的建立
4.2.4 牽引車后懸架系統(tǒng)模型的建立
4.2.5 駕駛室模型的建立
4.2.6 車架系統(tǒng)模型的建立
4.2.7 廂式半掛車模型的建立
4.2.8 廂式半掛車獨(dú)立懸架模型的建立
4.2.9 輪胎模型的建立
4.2.10 整車動力學(xué)模型的建立
4.3 道路模型的建立以及獲取載荷譜
4.3.1 道路模型的建立
4.3.2 載荷譜的獲取
4.4 本章小結(jié)
第5章 廂式半掛車疲勞壽命預(yù)測
5.1 MSC.Fatigue疲勞分析簡介
5.1.1 MSC.Fatigue簡介
5.1.2 有限元法疲勞分析基本步驟
5.2 疲勞分析基本理論
5.2.1 雨流計(jì)數(shù)法
5.2.2 材料的S-N曲線
5.2.3 疲勞累積損傷理論
5.2.4 疲勞壽命分析方法
5.3 廂式半掛車疲勞壽命分析
5.3.1 單位載荷應(yīng)力場分析
5.3.2 路面載荷譜作用下的動應(yīng)力計(jì)算
5.3.3 材料S-N曲線的估算
5.3.4 廂式半掛車疲勞壽命計(jì)算結(jié)果及評價(jià)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號:3752388
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 有限元法的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
1.2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)及研究現(xiàn)狀
1.2.3 汽車疲勞壽命問題的研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 廂式半掛車有限元模型的建立
2.1 有限元分析軟件介紹
2.1.1 HyperMesh簡介
2.1.2 Nastran簡介
2.2 廂式半掛車有限元模型的建立
2.2.1 全承載廂式半掛車結(jié)構(gòu)簡介
2.2.2 幾何模型的簡化
2.2.3 單元選擇與網(wǎng)格劃分
2.2.4 網(wǎng)格質(zhì)量的控制
2.2.5 螺栓、焊縫以及膠粘的處理
2.2.6 空氣彈簧獨(dú)立懸架的處理
2.2.7 單元屬性的定義
2.2.8 全承載廂式半掛車有限元模型
2.3 本章小結(jié)
第3章 廂式半掛車靜力學(xué)分析
3.1 廂式半掛車強(qiáng)度、剛度評價(jià)指標(biāo)
3.1.1 廂式半掛車強(qiáng)度評價(jià)指標(biāo)
3.1.2 廂式半掛車剛度評價(jià)指標(biāo)
3.2 廂式半掛車結(jié)構(gòu)分析與校核
3.2.1 各工況下載荷的確定
3.2.2 水平彎曲工況
3.2.3 緊急制動工況
3.2.4 急速轉(zhuǎn)彎工況
3.2.5 極限扭轉(zhuǎn)工況
3.3 本章小結(jié)
第4章 整車多體動力學(xué)建模與仿真
4.1 ADAMS/Car建模概述
4.1.1 ADAMS/Car模塊簡介
4.1.2 ADAMS/Car建模的基本思路
4.1.3 建立整車仿真模型的參數(shù)準(zhǔn)備
4.2 整車多體動力學(xué)模型的建立
4.2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型的建立
4.2.2 動力總成模型的建立
4.2.3 牽引車前懸架系統(tǒng)模型的建立
4.2.4 牽引車后懸架系統(tǒng)模型的建立
4.2.5 駕駛室模型的建立
4.2.6 車架系統(tǒng)模型的建立
4.2.7 廂式半掛車模型的建立
4.2.8 廂式半掛車獨(dú)立懸架模型的建立
4.2.9 輪胎模型的建立
4.2.10 整車動力學(xué)模型的建立
4.3 道路模型的建立以及獲取載荷譜
4.3.1 道路模型的建立
4.3.2 載荷譜的獲取
4.4 本章小結(jié)
第5章 廂式半掛車疲勞壽命預(yù)測
5.1 MSC.Fatigue疲勞分析簡介
5.1.1 MSC.Fatigue簡介
5.1.2 有限元法疲勞分析基本步驟
5.2 疲勞分析基本理論
5.2.1 雨流計(jì)數(shù)法
5.2.2 材料的S-N曲線
5.2.3 疲勞累積損傷理論
5.2.4 疲勞壽命分析方法
5.3 廂式半掛車疲勞壽命分析
5.3.1 單位載荷應(yīng)力場分析
5.3.2 路面載荷譜作用下的動應(yīng)力計(jì)算
5.3.3 材料S-N曲線的估算
5.3.4 廂式半掛車疲勞壽命計(jì)算結(jié)果及評價(jià)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
本文編號:3752388
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