本文關鍵詞：工程專用自卸車車架疲勞壽命分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：工程專用自卸車主要運行于礦山、工地等場所,行駛路況惡劣且常在嚴重超載的工況下使用。車架是工程專用自卸車重要的承載結構,駕駛室、液壓舉升系統(tǒng)、車廂、動力傳動系統(tǒng)和車橋等總成或部件通過剛性或柔性連接安裝在車架上。因此,車架的性能對整車的性能有直接影響。在進行車架結構設計時,若能比較準確地預測其疲勞壽命,對防止由于車架疲勞破壞而引發(fā)的事故有著非常重要的意義。隨著計算機學科和CAE技術的發(fā)展,CAE技術在車輛結構設計開發(fā)階段以及整車后續(xù)分析中得到了廣泛的應用。為了預測前期開發(fā)的工程專用自卸車主副一體式車架結構在超載工況(載重55t、70t)下的疲勞壽命,將有限元結構分析、整車多體動力學仿真、疲勞壽命分析等CAE技術應用到車架結構的分析中。考慮到超載工況下整車試驗的安全性,本文通過CAE技術,基于模態(tài)應力恢復理論,分析了DT-002工程專用自卸車車架在超載工況下的疲勞壽命。首先,在HyperMesh軟件中建立了DT-002自卸車車架的有限元模型,根據(jù)車架構件使用的材料賦予其材料屬性,并結合整車實際工作狀態(tài)施加邊界條件,分析了超載條件下車架在靜載彎曲、極限扭轉、舉升初(0°)和舉升最大角(45°)四種工況下的靜態(tài)特性。其次對DT-002車架進行了模態(tài)分析。去除車架有限元模型邊界條件,通過模態(tài)分析得到自由狀態(tài)下車架的模態(tài)信息后,模擬車架自由狀態(tài)進行模態(tài)試驗,以試驗分析所得模態(tài)信息與有限元分析得到的模態(tài)信息對比,兩者間固有頻率最大誤差為5%,且各階模態(tài)振型基本吻合,驗證了有限元模型的可信性。采用部件模態(tài)綜合法(CMS)對車架有限元模型進行模態(tài)分析,并同時仿真得到車架的MNF模態(tài)中性文件和OP2模態(tài)應力文件。然后在ADAMS軟件中以柔性體車架為基體建立DT-002自卸車的剛柔耦合模型。為了驗證建立的整車動力學模型,進行了DT-002自卸車道路試驗,測得整車在公司試驗場路和工地道路運行時車架、車橋的振動信號,然后進行整車動力學分析,驗證了動力學模型的可信性。結合工程專用自卸車的實際運行狀態(tài),將車速控制在15-20km/h,選擇D級路面進行整車虛擬道路試驗,提取超載條件下車架柔性體的模態(tài)位移時間歷程,作為車架疲勞壽命分析的疲勞載荷。最后,基于模態(tài)應力恢復理論,預測工程專用自卸車車架超載下的疲勞壽命。利用CMS模態(tài)分析求得的模態(tài)應力文件和整車虛擬試驗提取的模態(tài)位移歷程相結合作為車架疲勞載荷,結合車架疲勞特性曲線,預測車架疲勞壽命以及危險區(qū)域。分析結果表明,采用本文所述方法能夠有效的分析車架的疲勞壽命,有利于指導車架結構的優(yōu)化改進,提升自卸車的市場競爭力。
【關鍵詞】：工程自卸車 車架 模態(tài)分析 剛柔耦合 模態(tài)應力恢復 疲勞壽命
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH242
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 重型自卸車的發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 國內外研究概述13-17
• 1.3.1 靜態(tài)特性研究14-15
• 1.3.2 多體動力學分析15
• 1.3.3 疲勞分析15-17
• 1.4 主要研究內容17-18
• 1.5 課題來源18-19
• 第二章 疲勞壽命理論及疲勞分析方法19-29
• 2.1 疲勞的定義與分類19-20
• 2.1.1 疲勞定義19
• 2.1.2 疲勞分類19-20
• 2.2 疲勞壽命預測方法20-21
• 2.3 影響疲勞壽命的因素21-22
• 2.4 模態(tài)應力恢復理論22-25
• 2.4.1 模態(tài)分析22-23
• 2.4.2 柔性體動力學求解23
• 2.4.3 模態(tài)應力恢復23-24
• 2.4.4 基于模態(tài)應力的疲勞壽命預測24-25
• 2.5 基于模態(tài)應力恢復的車架虛擬疲勞試驗路線25-27
• 2.5.1 車架模態(tài)分析路線25-26
• 2.5.2 模態(tài)位移歷程生成路線26
• 2.5.3 虛擬疲勞試驗分析路線26-27
• 2.6 本章小結27-29
• 第三章 車架靜動態(tài)特性分析29-49
• 3.1 車架有限元模型的建立29-34
• 3.1.1 車架幾何模型的簡化30-31
• 3.1.2 單元選擇及材料定義31-33
• 3.1.3 邊界條件設定33-34
• 3.2 強度分析理論34
• 3.3 車架靜強度分析34-42
• 3.4 車架模態(tài)分析42-48
• 3.4.1 車架計算模態(tài)分析42-43
• 3.4.2 車架模態(tài)試驗43-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 整車剛柔耦合動力學建模及仿真49-69
• 4.1 動力學軟件簡介49
• 4.2 車架柔性體的生成49-50
• 4.3 整車剛柔耦合動力學建模50-56
• 4.3.1 駕駛室建模51
• 4.3.2 車箱建模51
• 4.3.3 動力總成建模51-52
• 4.3.4 懸架系統(tǒng)建模52-53
• 4.3.5 輪胎模型建立53-54
• 4.3.6 道路的模擬54-55
• 4.3.7 整車動力學模型55-56
• 4.4 整車剛柔耦合模型驗證56-62
• 4.4.1 實車道路試驗56-59
• 4.4.2 實車道路試驗信號采集59-62
• 4.4.3 整車剛柔耦合動力學模型可信度驗證62
• 4.5 整車剛柔耦合動力學仿真62-68
• 4.5.1 載重 55t動力學仿真和結果62-65
• 4.5.2 載重 70t動力學仿真和結果65-68
• 4.6 本章小節(jié)68-69
• 第五章 車架疲勞分析69-77
• 5.1 疲勞分析理論基礎69-72
• 5.1.1 疲勞損傷理論69-70
• 5.1.2 疲勞特性曲線70-71
• 5.1.3 載荷譜統(tǒng)計71-72
• 5.2 車架疲勞壽命72-76
• 5.2.1 車架載荷歷程73
• 5.2.2 車架材料的S-N曲線73-74
• 5.2.3 疲勞分析結果74-76
• 5.3 本章小結76-77
• 第六章 總結與展望77-79
• 6.1 全文總結77-78
• 6.2 工作展望78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果84

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張俊;;女車車架結構形式的初探[J];中國自行車;1989年04期

2 谷敏;;混合車車架工藝點滴[J];中國自行車;1990年05期

3 陳華新;;車架結構設計(二)[J];摩托車技術;1993年05期

4 高思榜;;摩托車車架結構的分析與優(yōu)化研究[J];科技致富向導;2013年17期

5 桑t熑，

本文編號：251528