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基于虚拟试验场的客车车身结构可靠性分析
| 论文题名： | 基于虚拟试验场的客车车身结构可靠性分析 |
| 关键词： | 客车;车身结构;可靠性分析;有限元方法;静态工况;虚拟试验场;疲劳寿命 |
| 摘要： | 随着我国经济的迅速发展，汽车行业也发展迅速，客车保有量也随之增大，这对客车的性能也提出了很高的要求。车身骨架作为客车的主要承载总成，它的强度、刚度和疲劳性能对客车的安全性能有很大的影响，这也对客车车身的可靠性提出了很大的要求。因此，如何设计出更加轻量化，更加可靠的车身骨架成为了当今客车研究领域的主要课题。 在车辆开发设计的初期，汽车试验场为汽车的开发提供了设计基础和技术保障，汽车制造商通常采用汽车试验场可靠性试验来验证和优化车辆的结构可靠性。但是，样车的制造和修改往往会消耗大量人力物力财力并且使车辆的设计定型周期加长很多。为了缩短汽车产品研发定型的周期，美国的 ETA公司开发出了一款整车仿真软件——虚拟试验场（VPG），可以在该软件中建立整车有限元模型，并可以在该软件中对汽车试验场路面有限元模型进行直接调用，用于整车可靠性路面试验仿真，这就为汽车的可靠性验证提供了另一种更加便捷的评价手段。 本文以某6120型客车车身骨架为研究对象，在Hypermesh中建立了该客车车身骨架有限元模型，并对其进行静态工况及模态分析。从分析结果来看该车身骨架静强度以及车架刚度都满足使用要求。且车身骨架前10阶固有频率为8.508Hz~21.412Hz之间，可以有效的避免共振现象，客车骨架结构设计合理。 在虚拟试验场（VPG）中建立了包括车身、悬架、轮胎等总成的整车有限元模型，使用谐波叠加法和Matlab软件计算出了C级随机路面纵断面曲线，并建立了C级路面有限元模型。通过LS-DYNA进行仿真计算，得到该6120型客车分别在C级随机路面、石块路、卵石路、扭曲路和搓板路行驶时的整车车身骨架动态应力时间历程。使用虚拟试验场（VPG）中的Fatigue模块对该6120型客车车身骨架在各种典型可靠性试验路面中的疲劳寿命进行分析，并验证该6120型客车车身结构的可靠性。找出了五种典型可靠性试验路况下的车身骨架疲劳危险部位，为后续的优化设计和制造工作提出了改进和加强的方向。虚拟试验场（VPG）的使用能够为汽车的优化设计提供更加准确的修改方案，并且为汽车的可靠性提供一种比真实汽车试验场更加快捷的验证方式。 |
| 作者： | 蒙绍夫 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘晶郁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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