本文選題：車架 + 螺栓連接��； 參考：《吉林大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：螺栓連接結(jié)構(gòu)作為一種重要的金屬構(gòu)件的連接形式,可以把構(gòu)件緊密的接合起來,本文主要分析螺栓連接結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及螺栓連接結(jié)構(gòu)的受力特性,探索出螺栓連接結(jié)構(gòu)合理的CAE建模方法。傳統(tǒng)的建模方法將螺栓桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成一根圓柱形的梁?jiǎn)卧?梁?jiǎn)卧陌霃脚c螺栓的實(shí)際半徑相同,將梁?jiǎn)卧亩瞬坑脛傂詥卧c被連接件相連接,剛性單元的連接點(diǎn)一般取在以螺栓桿中心線為中心的圓上,用于模擬螺栓與被連接件之間的相對(duì)位置關(guān)系,不考慮螺栓連接區(qū)域其它因素如螺栓預(yù)緊力和被連接件面與面之間彈性接觸的作用,本文研究將螺栓預(yù)緊力和彈性接觸考慮在內(nèi),螺栓預(yù)緊力是螺栓被擰緊的過程中發(fā)生拉伸變形而產(chǎn)生的力,預(yù)緊力將不同的板件壓緊,起到連接的作用,預(yù)緊力太大,螺栓承受的力就會(huì)比較大,使用的壽命就難以保障,預(yù)緊力過小,構(gòu)件之間的壓緊力就不足,板件之間容易產(chǎn)生松動(dòng),連接效果差,所以預(yù)緊力的大小有一定的要求。被連接的板件之間還存在著面與面的接觸,被螺栓連接的結(jié)構(gòu)受到預(yù)緊力的作用而產(chǎn)生相互擠壓的作用,擠壓力是面與面之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)候摩擦力產(chǎn)生的主要來源。精確計(jì)算需要將預(yù)緊力和面與面的彈性接觸這兩種重要的因素都考慮在內(nèi),將面與面之間的彈性接觸用相鄰節(jié)點(diǎn)之間的gap單元模擬。 由于研究螺栓連接結(jié)構(gòu)的CAE分析方法所建立的模型要反復(fù)調(diào)整,帶有螺栓連接的車架結(jié)構(gòu)復(fù)雜,增大了模型的調(diào)整和修改的難度和時(shí)間,本文通過建立典型的螺栓連接結(jié)構(gòu)局部模型來研究基于彈性接觸分析的螺栓連接結(jié)構(gòu)建模方法,通過小模型的研究來探索螺栓連接區(qū)域的性能,這樣在保證研究方向正確的條件下減小了工作量并提高了研究效率。考察螺栓連接局部模型在三個(gè)典型的工作狀態(tài)下如拉伸、彎曲、剪切狀況下的受力特性,能夠全面的反映出螺栓連接結(jié)構(gòu)在承受載荷時(shí)的力學(xué)性能。與螺栓連接結(jié)構(gòu)原建模方法進(jìn)行對(duì)比,比較出基于彈性接觸的螺栓連接建模方法的合理性,研究出一種更加準(zhǔn)確的建模方法。對(duì)局部模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞壽命分析,分析基于彈性接觸分析的螺栓連接結(jié)構(gòu)建模方法在結(jié)構(gòu)耐久性方面的性能,進(jìn)行疲勞壽命分析需要計(jì)算螺栓連接結(jié)構(gòu)局部模型在某個(gè)受力狀態(tài)下的分析結(jié)果,得到螺栓連接結(jié)構(gòu)模型單元的基本應(yīng)力信息,創(chuàng)建進(jìn)行疲勞壽命分析的基本參數(shù)如材料的韋勒曲線等,將計(jì)算求得的單元應(yīng)力信息與某個(gè)載荷信號(hào)進(jìn)行疊加,得到單元的總體應(yīng)力信息,將這些應(yīng)力信息進(jìn)行一定的計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)得到螺栓連接結(jié)構(gòu)局部模型的疲勞壽命。分析結(jié)構(gòu)的比較它與原建模方法的疲勞壽命的差異,分析比較兩種不同建模方法的合理性,并研究螺栓連接結(jié)構(gòu)抗疲勞特性。 首先不考慮螺栓的緊固力和板件之間的相互接觸,建立車架結(jié)構(gòu)的有限元模型,進(jìn)行車架強(qiáng)度分析時(shí)考慮兩種典型的工作狀況彎曲工況和扭轉(zhuǎn)工況,彎曲工況是考察車架在崎嶇不平的路面行駛時(shí)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,所承受的載荷主要使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎曲變形,所以叫做彎曲工況,為滿足舒適性的要求車架要有一定的彎曲剛度,這樣可以減小在行駛過程中的顛簸,使車輛更加平穩(wěn),扭轉(zhuǎn)工況時(shí)考察車架一個(gè)車輪被障礙物踮起或者在坑洼路面懸空時(shí)車架整體抗扭的強(qiáng)度情況,約束三個(gè)輪端部,在懸空輪一端加上與簧下質(zhì)量等效的力,為保證校核的可靠性采用偏于危險(xiǎn)的評(píng)估原則加一定的動(dòng)荷系數(shù)在對(duì)載荷進(jìn)行放大。將不考慮彈性接觸的模型與考慮彈性接觸的模型進(jìn)行對(duì)比,研究彈性接觸對(duì)模型整體應(yīng)力分布的影響,探索出一種更加精確的車架結(jié)構(gòu)分析方法。對(duì)螺栓連接結(jié)構(gòu)的車架進(jìn)行疲勞壽命的快速評(píng)估,使用應(yīng)力的線性疊加方法對(duì)危險(xiǎn)事件下的疲勞壽命進(jìn)行綜合分析,研究有效的車架結(jié)構(gòu)耐久性分析方法。 帶有彈性接觸的車架結(jié)構(gòu)建模方法工作量比較大,需要一定的調(diào)整來建立整齊的gap單元,通過單元的復(fù)制平移的方法使接觸面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)對(duì)齊。研究在不考慮彈性接觸的情況下通過調(diào)整螺栓連接區(qū)域的方法來增強(qiáng)螺栓結(jié)構(gòu)的承載能力,使調(diào)整螺栓截面之后連接板的應(yīng)力分布更加接近于帶有彈性接觸的模型。為減小彈性接觸分析建模的工作量將螺栓連接結(jié)構(gòu)的局部做成模塊,在模塊中細(xì)化螺栓連接結(jié)構(gòu)的局部包括螺栓連接的超單元結(jié)構(gòu)和被連接面之間的彈性接觸,為了減小車架螺栓連接結(jié)構(gòu)建模的工作量和模型的的規(guī)模以減小計(jì)算量,研究梁殼混合的車架螺栓連接結(jié)構(gòu)的建模方法,在車架中沒有螺栓連接和彈性接觸的部位采用梁?jiǎn)卧獊砟M,將原有的大型殼單元車架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成線框形式的梁?jiǎn)卧?這樣就大大減小了模型的規(guī)模,通過梁殼混合的形式將車架的梁?jiǎn)卧c殼單元結(jié)合起來,既縮減了模型的規(guī)模,又保證了重要部位的計(jì)算精度。 通過車架螺栓連接的等效簡(jiǎn)化模型的研究,在保證仿真合理性的前提下減小工作量。通過高效的CAE分析方法研究車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足并方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行改進(jìn),充分發(fā)揮CAE分析方法的優(yōu)勢(shì)并縮短設(shè)計(jì)周期,提高產(chǎn)品性能,以達(dá)到并行工程的目的。
[Abstract]:This paper mainly analyzes the mechanical property of bolt connection structure and the force characteristic of bolt connection structure , and explores the relationship between bolt pre - tightening force and bolt ' s actual radius .


In this paper , the structural durability of bolted connection structure is analyzed by establishing a local model of bolt connection structure , and the fatigue life of bolt connection structure is analyzed . The fatigue life of bolt connection structure is analyzed . The fatigue life of bolt connection structure is analyzed .


A finite element model of the frame structure is established without regard to the fastening force of the bolt and the mutual contact between the plates .


The invention relates to a method for modeling a frame bolt connection structure of a frame bolt connecting structure by adjusting a bolt connection area without considering elastic contact .


Through the research of the equivalent simplified model of the frame bolt connection , the workload can be reduced on the premise of guaranteeing the simulation rationality . Through the high - efficiency CAE analysis method , the deficiency of the frame structure design is researched , and the design personnel are convenient to improve , the advantage of CAE analysis method is fully exerted , the design cycle is shortened , and the product performance is improved , so as to achieve the purpose of parallel engineering .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH131.3

【引證文獻(xiàn)】

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1 徐梓雯;那景新;張志遠(yuǎn);王童;;螺栓連接有限元模型的彈性接觸研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2012年15期

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1 屈丹;客車車身結(jié)構(gòu)非線性分析方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

2 郭云春;螺栓連接鎂車架的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];重慶大學(xué);2012年

3 鄒寶軍;沖擊載荷下行星減速器箱體柔性連接的設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];湘潭大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1917190