大客車車身骨架的疲勞分析及二次開發(fā).pdf

1、車身骨架是客車的主要承載結(jié)構(gòu)，車身骨架的強(qiáng)度、剛度及疲勞性能都直接影響著車身骨架的使用壽命、安全性、操縱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法周期長(zhǎng)、成本高，因此在車身骨架設(shè)計(jì)和分析使用有限元分析技術(shù)和車身參數(shù)化的二次開發(fā)，可以大大縮短車身骨架的開發(fā)周期、降低開發(fā)費(fèi)用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。
　　本文以某型客車車身骨架為研究對(duì)象。首先，闡述了有限元方法的基本思想，深入探討了車身有限元模型的建立過程。在ANSYS軟件中利用APDL語言建立其三維數(shù)據(jù)模型，并

2、且對(duì)該客車的驅(qū)動(dòng)尺寸、材料的截面以及附件設(shè)備的質(zhì)量進(jìn)行了參數(shù)化。然后選擇單元類型、定義材料屬性、劃分網(wǎng)格，載荷處理，從而得到了車身的有限元模型。為保證客車有足夠的強(qiáng)度和剛度，本文分四種工況對(duì)客車骨架進(jìn)行了靜力分析，并將分析結(jié)果與實(shí)際情況相對(duì)比，進(jìn)行校核。
　　其次，本文基于疲勞損傷理論，用ANSYS軟件計(jì)算了車身骨架的振動(dòng)模態(tài)，獲得了車身的固有頻率及相應(yīng)的振型。運(yùn)用路面位移譜進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)分析，計(jì)算出客車在C級(jí)路面上以勻速工況行駛

3、的隨機(jī)振動(dòng)的應(yīng)力應(yīng)變分布數(shù)據(jù)和最大位移點(diǎn)的位移、速度、加速度響應(yīng)曲線。利用隨機(jī)振動(dòng)分析的應(yīng)力結(jié)果，根據(jù)高斯三區(qū)間法和Miner定律進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)果表明，車身結(jié)構(gòu)在C級(jí)路面符合疲勞強(qiáng)度要求。
　　再次，針對(duì)大客車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用ANSYS中的APDL語言對(duì)整個(gè)分析過程進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，VB界面顯示了客車模型的參數(shù)化和分析過程，使輸入界面簡(jiǎn)單明了。即使非專業(yè)人員也能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和有限元分析，系統(tǒng)能避免大量重復(fù)性建模、分析工作，提