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半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化
| 论文题名： | 半挂牵引车车架疲劳可靠性分析及优化 |
| 关键词： | 货运汽车;半挂牵引车;车架部件;模态特性;疲劳寿命;优化设计 |
| 摘要： | 随着物流业的迅速发展，半挂牵引车作为一种重要的货运工具起着至关重要的作用，而车架作为重要的承载部件，承受着来自地面的随机作用载荷、载重以及相关附件载荷，所以，半挂牵引车车架的性能好坏直接影响到整个半挂牵引车能否可靠且持久的工作。半挂牵引车性能的好坏不仅体现在较高的强度和刚度，还要满足车架的疲劳可靠性设计。本文以半挂牵引车车架作为研究对象，以计算机辅助设计、疲劳可靠性理论、有限元分析理论以及优化算法等技术为平台，对车架的疲劳可靠性进行评估，并在满足车架的刚度、强度的基础上适当提高车架的疲劳寿命。本文的主要研究内容如下： 建立半挂牵引车车架的有限元分析模型，确定车架的边界条件，并对原始设计尺寸下的车架在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况以及紧急转弯工况等特殊工况下进行刚度强度校核并分析车架具有的模态特性，找出半挂牵引车车架的薄弱部分，并确定半挂牵引车车架的前十阶模态频率及其相应的模态振型。 本文首先在Adams中建立车架的多体动力学模型，根据实际路况，以C级路面谱作为输入，由垂向位移激励计算求出悬架与车架连接处的动态外载荷作为车架疲劳仿真分析的载荷谱。在疲劳可靠性分析软件Fatigue中，根据车架使用材料的性能，模拟出车架材料的S-N曲线，通过准静态疲劳寿命分析方法计算出车架在最恶劣工况下的疲劳寿命。然后根据粒子群多目标优化算法，以车架的各纵横梁为设计变量，以车架的较低应力和较轻质量为优化目标，选取较为合理的车架纵横梁设计尺寸，并对优化后的车架尺寸进行特殊工况下刚度强度校核以及相应的模态特性，分析车架的疲劳寿命，并对比原始设计尺寸车架的疲劳寿命，优化后车架的强度有所增强，质量有所减轻，车架的疲劳寿命也提高了4.4％左右。 本课题研究较为全面系统的分析了半挂牵引车车架的疲劳寿命问题，该分析方法可以用于车架的抗疲劳设计等问题研究，也为其它工程实际问题提供了设计参考依据。 |
| 作者： | 李磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李伟平;许浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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