基于有限元方法的工程車輛駕駛室研究.pdf

1、有限元方法是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計(jì)算方法，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中的科學(xué)計(jì)算、設(shè)計(jì)、分析中，成功解決了許多復(fù)雜的設(shè)計(jì)和分析問題，已成為工程設(shè)計(jì)和分析中的重要工具。有限元方法涉及到工程車輛、轎車、車床等多個(gè)領(lǐng)域，其中在工程車輛領(lǐng)域，由于我國工程車輛的銷量逐年持續(xù)增長狀態(tài)，常因工作條件惡劣導(dǎo)致其駕駛室局部開裂，因此既要保證車輛的質(zhì)量要求，又不能造價(jià)太高，這就使運(yùn)用有限元方法進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)尤為重要，其中，駕駛室的強(qiáng)度、剛度和疲勞

2、壽命是保證結(jié)構(gòu)安全使用的三個(gè)基本要求。
　　本文針對某工程車輛的駕駛室局部開裂問題展開研究，分析其開裂原因，然后得出疲勞強(qiáng)度不足是導(dǎo)致其開裂的主要因素，最后提出改進(jìn)方案，并將改進(jìn)方案與原模型作對比，驗(yàn)證改進(jìn)方案的可行性，具體的研究內(nèi)容如下：
　　首先，通過研究工程車輛駕駛室、白車身和前圍的組成部分，描述其在路試時(shí)發(fā)生的開裂現(xiàn)象，并針對此現(xiàn)象提出可能造成開裂的原因，最終創(chuàng)建查找原因的流程。
　　其次，通過使用有限元方法的

3、基本原理和主要求解步驟，運(yùn)用HyperMesh有限元前處理軟件，建立了工程車輛駕駛室的有限元模型，在剛度分析理論的基礎(chǔ)上下，運(yùn)用Radioss求解器對駕駛室進(jìn)行彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算分析，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制左右縱梁測量點(diǎn)的Z向位移變量曲線，根據(jù)求得的車身彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度值，確定其結(jié)構(gòu)配置的合理性，得出開裂問題非剛度不足造成。
　　然后，對靜力學(xué)分析的基本理論進(jìn)行研究，在原來有限元模型的基礎(chǔ)上，完成配重。通過模擬車輛實(shí)際工作的情況，對

4、駕駛室進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)、沖擊工況三種常見工況下的靜強(qiáng)度分析，同時(shí)將分析結(jié)果進(jìn)行對比分析，得到駕駛室主要零部件的材料安全系數(shù)均高于1.0，說明該駕駛室零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和所選用材料均滿足靜強(qiáng)度要求，得出開裂問題非強(qiáng)度不足造成。
　　最后，研究了疲勞壽命分析的基本理論，結(jié)合單位載荷應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果、材料的S-N曲線和企業(yè)提供的比利時(shí)路面載荷譜，運(yùn)用FEMFAT疲勞分析軟件對工程車輛駕駛室的疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測，分析結(jié)果表明駕駛室大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足