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LPG罐车可靠性设计与轻量化设计研究
| 论文题名： | LPG罐车可靠性设计与轻量化设计研究 |
| 关键词： | LPG罐车;可靠性设计;轻量化设计;防波板;流固耦合;有限元计算模型 |
| 摘要： | 本文论述了国内外汽车可靠性和轻量化研究的现状，分析了国内外可靠性设计研究和轻量化的研究理论、研究方法及取得的研究成果，并结合实际课题阐述了LPG罐车可靠性设计及轻量化设计研究的意义，提出了论文研究的具体内容及研究目标。 首先介绍了课题研究涉及的主要理论，包括疲劳可靠性、轻量化和流固耦合理论。结合企业的实际要求，提出了对罐车进行可靠性分析及轻量化设计研究的总体研究方案。 接着在详细分析罐车的结构特点后，建立了罐车整车有限元计算模型，计算后得到罐车的强度和刚度。结合企业要求和计算结果，分别用高强度钢强度等代设计和结构尺寸优化的方法对罐体和车架进行轻量化设计，并对轻量化后的罐车进行强度和刚度校核。轻量化后得到了满足设计要求的罐车新结构，与原结构相比罐体部分减重约33.3％，车架部分减重约8.7％，取得了较好的轻量化成果。 然后根据企业需要，对进行强度等代设计用高强度钢焊接试件进行了疲劳试验，获得了试件的S-N曲线和疲劳极限。而后计算了罐体原结构的疲劳寿命，并利用试验数据对罐车新结构进行了疲劳可靠性计算分析，获得了罐体新结构的疲劳寿命和疲劳可靠度指标，疲劳分析结果表明，罐体新结构满足可靠性设计要求。 最后进行了基于流固耦合的防波板设计研究，对防波板原结构进行流固耦合计算分析，获得了防波板最大应力和最大变形量随时间变化的曲线，并得到了罐体内介质的晃动情况。针对防波板原结构存在的不足，提出了改进方案，验算后表明改进方案是成功的。 本文的研究成果不仅解决了企业对典型LPG进行轻量化设计的问题，更重要的是可以为相关罐车生产企业进行罐车的可靠性设计和轻量化设计研究提供切实可行的研究方案和设计分析数据，具有良好的参考价值。 |
| 作者： | 张中正 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 马力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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