飛行汽車空間管陣式車身車架一體化設(shè)計(jì)與分析研究.pdf

1、汽車與自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)相結(jié)合的飛行汽車，需要兼顧陸地長途行駛與空中短距飛行的需求，車身車架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與輕量化是一對突出的矛盾。本文針對上述問題，基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元靜動態(tài)結(jié)構(gòu)分析理論，在研究國外習(xí)行汽車的基礎(chǔ)上，在國內(nèi)首次開展了用于飛行汽車的空間管陣式車身車架一體化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了相關(guān)的參數(shù)化有限無建模、結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度靜太分析、結(jié)構(gòu)自由模態(tài)分析及外界激勵對車身車架振動水平的影響研究。
　　在空間管陣式車身車架一體化設(shè)計(jì)中，綜合汽車行駛穩(wěn)定性和

2、自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)飛行穩(wěn)定性的要求，依據(jù)飛行汽車總體設(shè)計(jì)，并參照航空器設(shè)計(jì)原則，完成了車身車架外形的形狀約束；借鑒國外飛行汽車資料，確定了空間管陣式的一體化車身車架形式；根據(jù)航空器及汽車選材原則，確定30CrMo合金鋼作為車身車架的材料；在分析車身車架總重量約束和各部位受載的基礎(chǔ)上，參考FSAE賽車車架設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定使用三種規(guī)格的鋼管；通過研究車身車架外形尺寸約束，確定了空間管陣式車身車架的總體尺寸參數(shù)，使用Solidworks軟件建立了實(shí)

3、體模型。
　　用APDL語言編寫了包含關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)、框架連線、單元類型、材料參數(shù)的前處理命令流，建立起參數(shù)化的空間管陣式車身車架幾何模型，并結(jié)合GUI界面操作方式建立了其有限元網(wǎng)格模型，同時分析并處理了其基本載荷。選取彎曲工況、彎扭組合工況、躍升起飛工況、小速度巡航工況、剛開著陸工況共5種工況分析研究空間管陣式車身車架的靜太性能，依據(jù)汽車設(shè)計(jì)相關(guān)載荷標(biāo)準(zhǔn)，研究動荷系數(shù)，根據(jù)一般類旋翼航空器適航標(biāo)準(zhǔn)研究過載系數(shù)，計(jì)算上述5種工況車架所

4、受載荷并分析確定各工況位移邊界條件，得到呼工況的等效應(yīng)力去圖和位移圖。綜合各工況的應(yīng)力分析結(jié)果，表明車身車架強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。分析車身車架各工況位移圖，確定發(fā)生大位移的區(qū)域及其位移量，作為評價車身車架剛度的依據(jù)。
　　使用是樣抽建立的空間管陣式車身車架有限元模型，利用有限元Block Lanczos法提取了車架自由狀態(tài)下的前16階模態(tài)，得到車身車架各模態(tài)的固有頻率及振型，分析了車身車架振型的特點(diǎn)。把外界激振源劃分為道路激勵、發(fā)動機(jī)