翼開式車身骨架的優(yōu)化設計與疲勞分析.pdf

1、隨著交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，翼開式車廂在專用車上正在取得廣泛應用。在翼開式車廂中，車身骨架是支撐車廂、連接內(nèi)外蒙皮的支撐構件。車身骨架結構形式對車廂強度、剛度以及車廂質(zhì)量影響很大。好的骨架結構形式應既能滿足車廂強度和剛度要求，又能實現(xiàn)車廂的輕量化。
　　本研究來源于某型鄉(xiāng)鎮(zhèn)翼開式銀行工作車開發(fā)項目。該車廂體長度較大，使用過程中，某些部位變形過大，因此需要對該車車身骨架進行結構強度優(yōu)化設計;同時，在該車的實際使用過程中，骨架結構的損壞

2、經(jīng)常是由疲勞破壞引起，因此有必要對優(yōu)化后的骨架進行疲勞壽命分析。
　　本文圍繞某型翼開式銀行工作車車身骨架結構設計，以提高結構剛度為目標，利用拓撲優(yōu)化方法對結構進行了優(yōu)化設計，并對優(yōu)化設計后的車身骨架進行了疲勞分析。主要研究內(nèi)容如下:
　　1)分析了翼開式車身骨架各組成部分的結構形式與尺寸參數(shù)，建立了翼開式車身骨架的三維幾何模型。
　　2)在幾何模型的基礎上建立了車身骨架的有限元模型;在有限元模型上劃分設計區(qū)域與非設計

3、區(qū)域，定義設計變量、目標函數(shù)與約束函數(shù)，設置拓撲優(yōu)化參數(shù)，建立了車身骨架的拓撲優(yōu)化模型。
　　3)利用分析軟件Optistruct進行了車身骨架拓撲優(yōu)化，通過拓撲形態(tài)和形狀的工程化分析，形成了基于拓撲優(yōu)化的新的車身骨架設計方案。
　　4)建立了新車身骨架的三維CAD模型;在此模型的基礎上建立了翼開式車身骨架的有限元模型，進行了極限舉升工況下的結構強度分析與模態(tài)分析，得到新設計的車身骨架模型應力分布、變形情況、固有頻率和振型結