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基于有限元的客车车身结构的静动态特性分析
| 论文题名： | 基于有限元的客车车身结构的静动态特性分析 |
| 关键词： | 客车;车身结构;有限元分析;频率耦合;瞬态响应 |
| 摘要： | 随着有限元理论的发展和计算机技术的不断成熟,有限元分析法贯穿于从客车车身结构概念设计到最终的产品成型,应用有限元分析法进行模拟分析不仅可以缩短客车的研发周期,而且还可以降低研发成本。因此,有限元分析方法已经成为各大客车企业研发新车型的一个重要工具。 本文建立了客车车身结构的有限元分析模型,然后在五种典型工况下进行了强度和刚度的模拟分析,得到了该车身结构在这五种工况下行驶时的最大应力值和最大位移值以及其出现的位置;本文还对该客车的车身骨架进行了自由模态分析和有约束模态分析,得出了该客车车身结构的频率值及其振型图;模拟分析了发动机在竖向(Z向)和横向(Y向)激振时车身骨架结构的谐响应;研究了车身骨架结构在动态弯曲工况和动态扭转工况下的瞬态响应。 模拟分析得出:车身骨架所受到的最大应力值为240.56 MPa,最大位移值为8.041 mm,远远未超过材料所能承受的极限;客车的低阶固有频率处在8 Hz~30 Hz之间,一阶弯曲固有频率为17.39 Hz,一阶扭转固有频率为8.43 Hz,两者相差9 Hz,有效的防止了一阶弯曲频率和一阶扭转频率发生耦合现象;由谐响应分析知:32.5 Hz、90 Hz以及110 Hz左右是发动机和客车车身骨架结构发生共振的频率;从车身骨架瞬态响应分析中可以看出:车身骨架最大应力值为247.7 MPa,没有超过材料的屈服极限,扭转工况下的最大应力随时间的变化呈“抛物线”状,而弯曲工况下最大应力随时间波浪振动,逐渐减小,最大位移随时间的变化呈“马鞍”状,无论是扭转工况还是弯曲工况,其Z向速度在波峰时均为零,此时加速度达到最大值。由此验证了该客车设计的合理性,并且本文所得的结果可直接为该款客车的进一步优化分析提供参考依据。 |
| 作者： | 安占飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 马骊溟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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