發(fā)布時間：2017-08-07 00:15

  本文關(guān)鍵詞：復雜車身骨架有限元模型快速構(gòu)建及其在輕量化設(shè)計中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 全承載車架 接頭快速構(gòu)建 點云配準 強度分析 模態(tài)分析 輕量化

【摘要】：復雜車身骨架有限元模型的構(gòu)建要求縮短周期并提高準確性,針對建模過程中焊接關(guān)系構(gòu)建效率低和空氣彈簧懸架邊界條件難以模擬等問題,本文對型材接頭焊接關(guān)系的快速構(gòu)建和使用等效載荷法對空氣彈簧懸架邊界條件模擬等進行了研究,提出了基于點云配準的接頭焊接關(guān)系快速構(gòu)建方法,并應(yīng)用于車架的輕量化設(shè)計。第一章綜述了復雜車身骨架結(jié)構(gòu)性能分析和輕量化設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,包括車身骨架型材接頭的結(jié)構(gòu)分析及焊接關(guān)系的構(gòu)建研究、基于空氣彈簧懸架承載性能的邊界條件模擬研究和復雜車身骨架的輕量化設(shè)計等技術(shù),討論了上述技術(shù)目前存在的不足,介紹了本文的研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)。第二章提出了基于接頭集合的型材焊接關(guān)系快速構(gòu)建方法,針對各分總成中存在數(shù)量較多的同種焊接接頭建立相應(yīng)的接頭集合。提出了基于點云配準和對應(yīng)節(jié)點替代的接頭焊接關(guān)系快速構(gòu)建方法,實現(xiàn)了焊接關(guān)系的快速構(gòu)建,解決了車身骨架中焊接關(guān)系構(gòu)建效率低和相互之間存在差異的問題。第三章研究了基于等效載荷法的空氣彈簧懸架邊界條件設(shè)置。構(gòu)建好焊接關(guān)系后需要設(shè)置邊界條件,建立空氣彈簧懸架的多體動力學模型,計算多工況下車架與空氣彈簧懸架連接位置處的受力,將其作為等效載荷施加到有限元模型中,避免了空氣彈簧懸架與骨架連接位置處的應(yīng)力集中,使得車架的應(yīng)力分布更加準確。第四章分析了車身骨架在多工況下的應(yīng)力分布,對比了各個工況下的最大應(yīng)力并結(jié)合開口形變確定了危險工況;計算了車身骨架的前六階自由模態(tài),分析了各階模態(tài)的頻率和振型,結(jié)合發(fā)動機振動激勵和路面不平度激勵分析了客車在行駛過程中的振動情況。第五章對客車車身骨架輕量化設(shè)計進行了研究�；谇懊鎺渍陆Y(jié)構(gòu)性能分析的結(jié)果,選取安全裕度較大的型材作為優(yōu)化對象,基于對稱性對這些型材尺寸進行相應(yīng)的約束以便減小計算量,構(gòu)建代理模型并使用遺傳算法進行求解,最后將優(yōu)化前后的方案進行對比以驗證方案的可行性。第六章總結(jié)本文的研究成果,并對今后的研究工作進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：全承載車架 接頭快速構(gòu)建 點云配準 強度分析 模態(tài)分析 輕量化
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.831
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-13
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 車身骨架型材接頭結(jié)構(gòu)分析及焊接關(guān)系構(gòu)建研究13-15
• 1.2.2 基于空氣彈簧懸架承載性能的邊界條件模擬研究15-17
• 1.2.3 復雜車身骨架輕量化設(shè)計方法研究17-19
• 1.3 研究內(nèi)容與組織框架19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第2章 基于型材接頭集合的車架焊接關(guān)系快速構(gòu)建研究21-40
• 2.1 引言21-22
• 2.2 基于車身骨架有限元網(wǎng)格重用的型材焊接接頭集合建立22-31
• 2.2.1 基于模型對稱性的車身骨架網(wǎng)格劃分23-25
• 2.2.2 車身骨架型材焊接接頭的類別劃分25-26
• 2.2.3 型材焊接接頭有限元網(wǎng)格的提取26-27
• 2.2.4 型材焊接接頭參數(shù)化等效模型及接頭集合的建立27-31
• 2.3 基于點云配準的車身骨架焊接關(guān)系快速構(gòu)建31-36
• 2.3.1 基于ICP算法的接頭點云精確配準32-34
• 2.3.2 基于對應(yīng)節(jié)點替代的焊接關(guān)系快速構(gòu)建34-36
• 2.4 基于型材接頭集合的焊接關(guān)系快速構(gòu)建實例36-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第3章 基于等效載荷法的空氣彈簧懸架邊界條件模擬40-49
• 3.1 引言40-41
• 3.2 空氣彈簧的非線性剛度及雙橫臂獨立懸架的機構(gòu)分析41-42
• 3.3 空氣懸架系統(tǒng)多體動力學建模及等效載荷求解42-46
• 3.3.1 前后懸架多體動力學建模42-43
• 3.3.2 多工況下空氣彈簧懸架的等效載荷求解43-46
• 3.4 基于空氣彈簧懸架承載力計算的邊界條件確定46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 多工況下車架強度危險狀態(tài)確定與振動分析49-71
• 4.1 引言49
• 4.2 車身骨架有效載荷及慣性力的施加49-50
• 4.3 多工況下車架靜態(tài)結(jié)構(gòu)性能分析與危險狀態(tài)確定50-64
• 4.3.1 多工況下結(jié)構(gòu)性能分析與結(jié)果對比51-61
• 4.3.2 基于車架強度和重要結(jié)構(gòu)開口形變的危險狀態(tài)確定61-64
• 4.4 車身骨架的模態(tài)分析及其在常見激勵下的響應(yīng)判斷64-70
• 4.4.1 客車車身骨架的低頻自由模態(tài)分析64-68
• 4.4.2 基于模態(tài)計算結(jié)果的客車行駛振動分析68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第5章 在全承載車身骨架輕量化設(shè)計中的應(yīng)用研究71-87
• 5.1 引言71-72
• 5.2 客車車身骨架輕量化設(shè)計模型的建立72-77
• 5.2.1 基于骨架模型對稱性的設(shè)計變量選取和分組處理72-75
• 5.2.2 約束條件和優(yōu)化目標的設(shè)置75-77
• 5.3 基于徑向基函數(shù)代理模型的多目標優(yōu)化求解77-81
• 5.3.1 基于Hammersley采樣的徑向基函數(shù)代理模型構(gòu)建77-79
• 5.3.2 基于NSGA-Ⅱ遺傳算法的多目標優(yōu)化求解79-81
• 5.4 車身骨架優(yōu)化前后的綜合比較81-86
• 5.4.1 型材截面尺寸優(yōu)化的結(jié)果82
• 5.4.2 危險工況強度分析對比82-84
• 5.4.3 模態(tài)分析對比84-85
• 5.4.4 重要結(jié)構(gòu)開口形變對比85-86
• 5.5 本章小結(jié)86-87
• 第6章 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 全文總結(jié)87-88
• 6.2 工作展望88-89
• 參考文獻89-93
• 作者簡介93

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1 沈永峰;鄭松林;馮金芝;;團體客車車身骨架靜動態(tài)特性有限元分析[J];制造業(yè)自動化;2013年13期

2 程廣偉,門清毅,苗雨露;汽車車身骨架斷裂有限元分析[J];河南科技大學學報(自然科學版);2003年03期

3 劉景華;客車車身骨架變形的原因分析及其控制措施[J];客車技術(shù)與研究;2004年05期

4 劉景華,劉俊;客車車身骨架合裝工藝[J];客車技術(shù)與研究;2005年02期

5 沈恒e，

本文編號：632061