貨車車架CAE工程應用研究.pdf

1、隨著計算機輔助工程（CAE）技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在汽車設計中的應用也越來越廣泛。本文以某貨車車架為例，將CAE分析中的有限元分析、多體動力學仿真、疲勞壽命分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計等技術(shù)應用到車架的設計中，形成較為完整的CAE工程應用體系，達到為以后的設計提供指導的目的。 本文首先建立車架的CAD和有限元模型，對車架進行靜強度分析和在運動過程中各種典型的極限工況的動強度分析，同時提出修改意見。為更好地設計車架的動態(tài)性能，分析車架受

2、到激勵時的動態(tài)響應特性，進一步作了車架模態(tài)分析和模態(tài)評價。 在有限元分析的基礎上，為能夠更加準確地分析車架在實際使用中的動態(tài)應力特性，根據(jù)現(xiàn)在汽車仿真設計的需要以及多體系統(tǒng)動力學研究的成果，建立其動力學仿真模型。同時將車架作為一個柔性體，實現(xiàn)了多剛體機械系統(tǒng)仿真（MSS）與有限元分析（FEA）的更好結(jié)合，為后面的疲勞壽命分析提供更為準確的載荷數(shù)據(jù)，也可以獲得車架上的動態(tài)應力描述，從而達到更有效地改進車架設計的目的。 在通

3、過車架動力學分析得到車架上動態(tài)載荷數(shù)據(jù)的基礎上，對車架進行了全壽命、裂紋萌生壽命和裂紋擴展壽命的分析，得出了現(xiàn)有模型可以滿足使用要求的結(jié)論，同時也提出了改進意見，以便能夠更充分地利用結(jié)構(gòu)的潛能，節(jié)約材料。 最后將結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)引入到車架的設計中，利用尺寸優(yōu)化技術(shù)對車架中關(guān)鍵部件進行了剛度靈敏度、模態(tài)頻率靈敏度以及靜動態(tài)結(jié)構(gòu)響應的綜合權(quán)重靈敏度分析，為改進車架設計提供了很好的參考。且進行了車架的輕量化設計，對不同的輕量化設計方案進行