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汽车车架焊接结构强度和可靠性分析
| 论文题名： | 汽车车架焊接结构强度和可靠性分析 |
| 关键词： | 有限元分析;汽车车架;焊缝;危险部位;寿命预测;结构强度 |
| 摘要： | 汽车结构的有限元分析是当前汽车领域的研究热点之一，其在汽车设计及校核阶段的应用日益广泛。但目前国内汽车领域应用的有限元分析，尚处于起步阶段，这将严重制约中国汽车行业的自主研发和国产化事业。因此进行汽车结构的有限元模拟、分析、校核和寿命预测，是一项紧迫且具有重大实用意义的课题，会对中国汽车工业的发展产生重要的影响。 本文采用有限元分析方法，借助有限元软件，对某轻型客车和某越野车的车架进行仿真模拟。分析计算了静载荷条件下轻型客车车架的整体应力应变分布和整体车架的危险部位。对某车型越野车车架重要零件的焊缝受力情况进行了模拟，结果表明：在自重载荷作用下，焊接结构处于弹性变形范围，但从有效应力分布可以看出焊缝及焊缝附近区域产生应力集中，成为危险部位。 基于母材和焊缝材料的弹塑性本构关系，考虑焊缝宽度的影响，利用有限元软件模拟某轻型越野车车架关键部件的受力过程。并对焊缝的应力应变分布进行有限元分析，得到了不同载荷和不同焊缝宽度条件下的应力分布规律。从等效应力分布可以看出焊缝及焊缝附近区域产生应力集中，成为危险部位。在保证焊接质量的前提下，适当的增大焊缝宽度，可以降低应力集中水平。 选取部分随机载荷谱值，对某越野车发动机支架焊缝结构进行动态分析。得出了模型变形情况，关键点位移情况和危险部位的最大等效应力和最小等效应力。在载荷消失后，动态分析的结构的变形和应力都不会马上消失，本文描述了在载荷消失后等效应力的消失过程。 选用接近的路面测试数据，进行数据回归处理，编制随机数发生器程序，生成随机载荷谱。查阅手册得出车架结构材料的疲劳性能参数。根据疲劳累积损伤原理和材料疲劳特性，基于有限元分析的应力分布结果和载荷历史，应用疲劳分析软件对某越野车车架发动机支架焊缝结构进行寿命预测。得出了该结构的焊缝寿命预测值，此寿命预测值可以对大修时候零件的更换或修理提供指向性参考。 |
| 作者： | 于春博 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 雷永平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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