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基于有限元分析的中型卡车车架改进设计及其试验研究
| 论文题名： | 基于有限元分析的中型卡车车架改进设计及其试验研究 |
| 关键词： | 卡车车架;结构改进;轻量化设计;有限元分析;应力应变试验 |
| 摘要： | 本文结合某中型卡车车架的开发工作,以有限元法的相关理论为依据对车架进行有限元分析,在此基础上,对车架进行结构改进和轻量化设计,并应用非电量电测技术对车架进行台架试验,以验证有限元分析的可靠性和考核车架的疲劳寿命。 应用Hyper Works软件,根据车架零件的结构形式选择合理的单元类型进行网格的划分、螺栓连接和焊接结构的模拟,建立了带有驾驶室、车厢、各支架以及前后钢板弹簧悬架的较为完整的整车有限元模型,研究了不同工况下的约束和载荷添加方式,并使用NX.Nastran求解出车架不同工况下的应力分布,计算出车架的扭转刚度,找出了车架原设计的薄弱环节和不合理结构。 根据有限元分析结果,加强了第五、六横梁连接板;然后进行了车架的轻量化设计,新设计的车架比原设计重量减少了4.93/,且刚、强度满足要求。 为了研究新设计车架的动态特性,对其进行了结构自由模态分析。结果表明,新车架低阶频率高于车轮激振频率,且低于发动机怠速频率,整体频率避开了发动机正常工作的频率范围,车架与车轮、发动机产生共振的可能性非常小,说明车架动态特性合理。 最后,对车架样件进行了弯曲工况和扭转工况的应力应变试验和疲劳试验,得到了车架应力应变分布情况,试验数据和有限元计算结果有较好的一致性,验证了有限元分析的可靠性;疲劳试验结果表明,车架满足疲劳寿命要求,进一步说明了车架结构和性能的合理性。 |
| 作者： | 邓祖平 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良模 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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