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半挂牵引车牵引座结构优化设计研究
| 论文题名： | 半挂牵引车牵引座结构优化设计研究 |
| 关键词： | 牵引座;有限元;优化设计;疲劳寿命分析;半挂牵引车 |
| 摘要： | 随着我国公路运输业的蓬勃发展，半挂牵引车作为当前物流运输中的主要车型得到了越来越多的重视。牵引座作为半挂牵引车上的关键构件，不仅起着联接牵引车和半挂车的作用，还承受车辆多种运行工况下的各种冲击载荷。随着半挂牵引车的运营速度不断提高，牵引座所承受的动态载荷也不断增加。为了节能降耗及提高企业竞争力，对牵引座的结构进行优化设计研究，具有非常重要的理论和实际意义。 首先，以QD9020牵引座为研究对象，依照其尺寸参数，在CREO软件中建立三维实体模型，适度简化后导入ANSYS中创建牵引座的有限元模型。在受压、制动、受拉三种工况下对牵引座进行强度、刚度计算，根据分析得到的应力、应变情况验证牵引座是否满足相关要求。根据动力学理论，对牵引座结构进行约束模态分析，并得到前10阶的固有频率和振型，判断牵引座是否会发生共振现象。然后结合我国实际路况，通过MATLAB与ADAMS的联合仿真得到牵引座在C级路面激励下所承受的载荷谱，并将其施加在结构上表面，进行时间历程分析。研究结果表明，牵引座结构的静动态性能均符合相关标准，并且结构质量冗余严重，优化空间较大。依据静动态分析结果，对牵引座建立了以质量和一阶固有频率为目标函数的多目标优化数学模型，并应用分层序列法对其进行尺寸优化设计。最终得到牵引座的最优解，并对优化后的牵引座的静动态性能进行验证。以ANSYS nCode Designlife为平台，结合牵引座在车辆运输过程中的实际受载情况，利用名义应力法对优化后的牵引座结构进行疲劳分析，验证其疲劳可靠性。 分析结果表明，在满足约束条件下，优化圆整后的牵引座结构质量下降了48.74 Kg，一阶固有频率提升了4.2Hz，达到了轻量化和安全性的统一。 |
| 作者： | 鞠康 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 蔡玉强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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