轻型客车车身的有限元分析与优化设计.pdf

东南大学
硕士学位论文
轻型客车车身的有限元分析与优化设计
姓名:卢正红
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:陈云飞
20080320
摘学生:卢正红导师:陈云飞洗笱Щ倒こ萄г有限元法,客车车身,建模,模态分析,静态分析,动响应分析,结构优化在疌技术中,有限元方法及其分析软件被证明是最为成功、应用最为广泛的近似分析方法。利用有限元分析可以获取几乎任意复杂结构的各种机械性能信息,从而有效缩短研制周期,显著降低开发成本,提高产品的质量和可靠性。本文以某轻型客车车身为研究对象,从有限元建模、模态分析、静力分析、瞬态动力分析和结构优化等几个方面阐述了有限元法在客车车身开发中的应用,为客车车身设计和试验提供了依据。建立了以壳单元为主,拥有蚨喔龅ピ:千多个节点的车身有限元模型。对地板的凹凸槽、车身零件连接中的点焊及螺栓联结的建模方法和蒙皮对模型的影响进行了详细的讨论。通过车架模拟计算与试验的结果对比,表明车架模型在整体的静、动态特性上具有较高的精度。通过对车身进行静态分析和模态分析,获得了车身结构固有的振动特性及整车应力分布规律,计算得到的车身局部应力集中区与该车在跑车试验中所发现的危险部位统计数据基本吻合。为使模型总载荷接近于真实,在原模型的基础上,将轮胎、悬架、座椅、人、行李、油箱及发动机等加入车身有限元模型中。完成了客车过障工况下的时域瞬态响应模拟,并得到了车身较危险部位的时间历程响应数据。通过灵敏度分析,找出了对车身刚度影响较大的设计变量。实现了车身基于静态应力的优化设计。关键词:
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研究生签名:扯导师签名:叠娩日期:业东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
况复杂,试验和测试费用昂贵,更应该采用偶际踅猩杓啤7⒋锕业挠τ檬导第一章绪论证明,在车身开发的早期引入疌技术能给企业带来巨大的经济效益,它大大缩短了研究背景及立题意义少%%3瞪淼纳杓朴肟7⒂删椤⒗啾取⒕蔡杓平锥尾饺胧只!⒕捕中国高速公路从零起步,经过十多年的建设,到年底,已突破蚬ɡ铮咚俟路总里程位居世界第二。国民人均收入近年也快速增长,到年底,人均收入达美元。现代经济增长的历史表明,一个国家,当人均收入达到一定水平后,都会进入一个依赖汽车进入家庭来拉动经济增长的阶段。汽车工业是产业关联度高、规模效益明显、资金和技术密集的重要产业。正是因为汽车工业对上游产业和下游产业的发展有巨大的推动作用,已被许多国家确定为国民经济的支柱产业。中国汽车工业经历年的风雨历程,已形成了比较完整的产品系列和生产布局,建成了第一汽车集团、东风汽车集团、上海汽车工业公司等大型汽车生产企业,国有汽车市场占有量超过%,年一年的各类汽车的总产量为蛄尽H欢敕⒋锕家如美国、德国、日本等国家相比,尚有很大差距,国产汽车始终在中、低档汽车市场徘徊。一个主要原因是我国汽车的研发能力较差,尚未形成高水平的汽车产品开发体系和自主研发能力。入世以后,关税降低和非关税壁垒逐步取消,尤其是服务贸易的开放,将使我国汽车市场国际化,市场竞争将更加激烈,国内汽车工业面临前所未有的挑战。能否设计出“结构合理、性能优良、安全舒适、价位低廉、符合国情”的新车型并迅速占领市场,将成为能否赢得这场战争的关键。汽车车身是汽车的主要组成部分,是汽车的三大总成之一,对于载客汽车,不仅要求外观曲线流畅、色彩和谐,更重要的是应具有合理的结构以满足顾客对汽车的可靠性、行驶平顺性、舒适性和优良的性价比的要求。因此,车身的结构设计已引起广大汽车制造商和汽车研究机构的高度重视。随现代科学技术的迅猛发展,工业生产方式正发生巨大的变革,先进的汽车生产方式不断产生。继年代日本丰田汽车公司率先创造精益生产方式螅年美国通用公司和里海大学联合提出了敏捷制造、虚拟企业雎儿副概念,并有了已有付之实践的基础。建立在网络通讯技术、信息集成技术、并行工程、仿真技术基础上的制造技术肯定要以新的设计方法为前题,虚拟设计托槟馐笛即疌际跷H蛏杓朴胫圃熳试垂蚕砗涂焖响应虚拟制