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某轻卡性能仿真及结构件设计研究
| 论文题名： | 某轻卡性能仿真及结构件设计研究 |
| 关键词： | 虚拟样机;有限元;样车开发;整车性能;仿真模型;平顺性仿真;结构件设计;轻卡性能 |
| 摘要： | 虚拟样机与有限元技术的应用为样车开发阶段进行整车性能仿真预测及结构件的设计改进工作提供良好支持。本文通过建立样车仿真模型进行稳态回转及平顺性仿真，对悬架刚度匹配进行分析，得到不同刚度方案下的样车性能仿真结果。同时，针对第二轮样车制作需要，结合有限元手段对第一轮样车底盘前轴构件进行有限元分析改进设计，得到新承载要求下的前轴模型供重新开发参考。论文主要做了以下几点工作： (1)阐述了样车基本参数的确定及制作过程中底盘的主要布置改动，对由改动带来的性能问题进行了总结概述,为后续工作提供依据。 (2)建立刚柔耦合样车虚拟样机模型，进行国标规定的稳态回转仿真。结合QCT480-1999稳态回转仿真计分评价标准对仿真结果进行评价，得到样车满载稳态回转仿真评价综合计分为95.232分。同时，从样车平顺性角度考虑，通过前后悬架偏频分析得到样车空载平顺性较差的结论。提出两种前后板簧刚度匹配方案，结合样车满载稳态回转和空载平顺性仿真进行方案分析。得到方案1满载稳态回转计分值为85.01分；方案2在装载1吨下的稳态回转仿真计分值为90.14分。由空载42.6km/h随机路面匀速行驶的平顺性仿真分析，得到原方案下样车驾驶室座椅表面总加权加速度均方根值为0.499m/s2；方案1和方案2较原方案分别减小9.62％和15.23％。由空载42.9km/h三角形凸块脉冲路面输入仿真结果得到：原方案座椅模型最大垂向加速度为8.088m/s2，方案1和方案2较原方案分别减小11.76％和18.24％。以上分析所得结果供样车性能改进参考。另外，为建立样车虚拟样机模型，文中首次提出结合中性面思想和有限元方法建立板簧仿真模型。 (3) 样车制作选用的底盘行驶系部件在新的整车设计载质量下存在较大承载富余量，同时样车制作完毕发现整备质量过大。对此，选择前轴作为研究对象进行有限元分析改进设计。原前轴额定载荷为2400kg；新前轴设计额定载荷为1800kg。新前轴需与原前轴具有相同的装配尺寸和定位参数。依据改进前后，前轴具有相同应力应变水平的原则，通过理论分析，在原前轴模型的四处关键截形(包含危险截面在内)尺寸基础上进行改进设计，并结合CAD/CAE手段进行改进后前轴三维数模设计和有限元分析验证。结果表明，改进后前轴满足样车承载要求同时，较原轴减重7.943kg(17.05％)。所得结果为第二轮样车制作时前轴重新开发及后桥桥壳、车架和板簧等底盘部件的改进设计提供参考。 |
| 作者： | 许翔 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 徐兆坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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