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某越野车车身结构强度有限元分析与平顺性研究
| 论文题名： | 某越野车车身结构强度有限元分析与平顺性研究 |
| 关键词： | 越野车;车身结构;有限元法;平顺性;应力分布 |
| 摘要： | 围绕某款新型越野车，展开对车身强度和刚度的静、动态有限元分析，对整车的平顺性进行了动力学仿真研究。主要的研究工作及结论有一下几个方面。 1.以有限元理论为基础，在详细分析车身结构力学特性的前提下，建立车身板梁结合的有限元模型，对车身骨架及钢板进行了水平弯曲、极限扭转、紧急转弯、制动等四种工况的强度和刚度分析，找出了车身在各种工况下的应力分布和变形趋势。通过车身钢板在四种工况下的强度和刚度对比，可以得出极限扭转是车辆在行驶时所经历的最恶劣工况，在这种工况下车身钢板的应力值最大。车身钢板的刚度相对薄弱环节在乘员舱顶板空调和负载设备之间的位置。车身骨架在四种工况下的应力水平都相差不大，其刚度相对薄弱的环节在乘员舱车顶板从后往前第四根横梁上。对给定车身右前端强制位移这一扭转特殊载荷工况，进行了车身的静力学计算，并讨论了不同强制位移对车身强度和刚度的影响。 2.利用结构的对称性，取车身左半部分为研究对象，分别进行了正、反对称边界条件下的车身固有特性求解，得出车身的前40阶固有频率和振型向量，并对低阶模态进行分析。为了研究车身在基础激励下的动态响应情况，在车身右前端施加随时间变化的强制位移，进行了车身的动力学响应计算，得出车身钢板和骨架在给定不同强制位移工况下动应力和位移的分布情况。 3.在ADAMS/CAR中建立三轴越野车的仿真模型，根据国家标准创建了C、D级随机路面，分别在两种路面下进行了不同车速的仿真，C级路面下的研究结果表明当车速达到或者超过70km/h时乘客会有一些不舒服的感觉。D级路面下的研究结果表明车速控制在20~40km/h时，乘客会有一些不舒服的感觉。如果车速达到或者超过50km/h，乘客就会有相当不舒服的感觉。为了研究越野车在脉冲路面输入下的平顺性，根据国家试验标准进行了三角凸块路面下的仿真研究。当越野车以不同的速度通过三角凸块脉冲路面时，车身质心处垂直加速度的最大值也远小于ISO2631规定的对人体有危害的数值，所以此种工况下不会对乘员的身体健康造成危害。 4.考虑到越野车的工作环境往往比较恶劣，其行驶的路况特别差，参照美国越野车辆试验标准，对该款越野车进行了包括通过垂直台阶和水平壕沟的动力学仿真分析，两种工况下质心处垂直加速度最大值均小于美国越野车辆试验标准2.5g，说明该车具有很好的抗冲击性。两种工况下的质心处的位移振幅较小，而且能够很快趋于稳定，说明该车通过沟壕和台阶时的稳定性较好，也表明了该车具有一定的通过垂直台阶和水平壕沟能力。 |
| 作者： | 张阳阳 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 安晓卫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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