貨車車架CAE工程應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)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(dòng)力學(xué)仿真、疲勞壽命分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù)應(yīng)用到車架的設(shè)計(jì)中，形成較為完整的CAE工程應(yīng)用體系，達(dá)到為以后的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)的目的。 本文首先建立車架的CAD和有限元模型，對(duì)車架進(jìn)行靜強(qiáng)度分析和在運(yùn)動(dòng)過程中各種典型的極限工況的動(dòng)強(qiáng)度分析，同時(shí)提出修改意見。為更好地設(shè)計(jì)車架的動(dòng)態(tài)性能，分析車架受

2、到激勵(lì)時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，進(jìn)一步作了車架模態(tài)分析和模態(tài)評(píng)價(jià)。 在有限元分析的基礎(chǔ)上，為能夠更加準(zhǔn)確地分析車架在實(shí)際使用中的動(dòng)態(tài)應(yīng)力特性，根據(jù)現(xiàn)在汽車仿真設(shè)計(jì)的需要以及多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的成果，建立其動(dòng)力學(xué)仿真模型。同時(shí)將車架作為一個(gè)柔性體，實(shí)現(xiàn)了多剛體機(jī)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(zhǔn)確的載荷數(shù)據(jù)，也可以獲得車架上的動(dòng)態(tài)應(yīng)力描述，從而達(dá)到更有效地改進(jìn)車架設(shè)計(jì)的目的。 在通

3、過車架動(dòng)力學(xué)分析得到車架上動(dòng)態(tài)載荷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)車架進(jìn)行了全壽命、裂紋萌生壽命和裂紋擴(kuò)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(shí)也提出了改進(jìn)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(shè)計(jì)中，利用尺寸優(yōu)化技術(shù)對(duì)車架中關(guān)鍵部件進(jìn)行了剛度靈敏度、模態(tài)頻率靈敏度以及靜動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的綜合權(quán)重靈敏度分析，為改進(jìn)車架設(shè)計(jì)提供了很好的參考。且進(jìn)行了車架的輕量化設(shè)計(jì)，對(duì)不同的輕量化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行