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牵引车车架疲劳特性研究

作　者: 刘祥斌
导　师: 宋年秀
学　校: 青岛理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 半挂牵引车车架有限元频率响应特性动态外载荷疲劳特性
分类号: U463.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
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内容摘要

论文以某半挂牵引车车架为研究对象，利用有限元分析技术对此车架的疲劳特性进行了分析，并且预估了车架的疲劳寿命。论文首先建立了车架的三维模型，通过对三维模型进行网格划分和边界条件处理，建立了车架的有限元模型，并进行了静力学分析及试验分析，验证车架有限元模型的合理性；其次，对车架进行了模态分析和模态频率响应分析，得出了车架的固有频率和频率响应函数。根据牵引车行驶的路面情况，利用多体动力学软件ADAMS仿真出了车架的动态外载荷。根据车架材料特性，确定了车架疲劳分析的S-N曲线；最后根据车架材料的S-N曲线、动态外载荷及频率响应函数，利用疲劳分析软件MSC.Fatigue建立了车架的疲劳分析模型，并预测了车架的疲劳寿命，根据车架的疲劳寿命及危险部位，提出了初步的优化措施，为进一步研究车架的疲劳特性和提高车架的使用寿命提供了依据。

全文目录

目录  6-8
摘要  8-9
Abstract  9-10
第1章绪论  10-13
  1.1 课题来源及研究目的意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文主要研究内容  11-13
第2章基于板壳单元车架有限元模型的建立  13-24
  2.1 车架结构的基本参数  13
  2.2 车架几何模型的建立与有限元模型的简化  13-14
  2.3 有限元基本理论  14-18
    2.3.1 有限元基本思想  14-16
    2.3.2 单元类型的选择  16-18
  2.4 车架有限元模型的建立  18-23
    2.4.1 网格划分  18-21
    2.4.2 载荷的确定  21
    2.4.3 边界条件的建立  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章车架的静态强度分析  24-31
  3.1 引言  24
  3.2 车架不同载荷加载  24-27
  3.3 静力工况分析  27-28
    3.3.1 满载纯弯曲工况  27
    3.3.2 满载扭转工况  27-28
  3.4 车架静强度结果分析  28-29
  3.5 车架有限元模型验证  29-30
    3.5.1 试验目的  29
    3.5.2 试验设备  29
    3.5.3 试验方法  29
    3.5.4 试验结果与有限元静强度计算结果对比分析  29-30
  3.6 本章小结  30-31
第4章车架的模态和模态频响分析  31-42
  4.1 车架的模态分析  31-35
    4.1.1 模态分析基本理论  31-34
    4.1.2 模态分析的边界条件  34
    4.1.3 车架模态分析模型修正  34-35
  4.2 车架结构模态计算及结果分析  35-38
    4.2.1 车架结构模态分析过程  35-37
    4.2.2 模态结果分析  37-38
  4.3 车架模态频率响应特性分析  38-41
    4.3.1 直接频率响应法  39
    4.3.2 模态频率响应法  39-40
    4.3.3 频率响应结果分析  40-41
  4.4 本章小结  41-42
第5章路面不平度影响下车架动载荷的仿真  42-54
  5.1 路面不平度  42-46
    5.1.1 路面不平度函数  42
    5.1.2 路面不平度功率谱密度  42-45
    5.1.3 空间频率功率谱密度 Gq n 与时间频率功率谱密度 G q f 的转化  45-46
  5.2 路面不平度的模拟  46-49
  5.3 车架动载荷的动力学仿真  49-53
    5.3.1 牵引车振动模型的简化  49-50
    5.3.2 振动模型建模  50-51
    5.3.3 动态外载荷仿真结果  51-53
  5.4 本章小结  53-54
第6章基于频域的车架疲劳寿命分析  54-73
  6.1 疲劳分析方法与步骤  54-56
    6.1.1 疲劳分析方法  54-55
    6.1.2 疲劳分析基本步骤  55-56
  6.2 疲劳分析基本理论  56-65
    6.2.1 疲劳累积损伤理论  56-61
    6.2.2 应力-寿命(S-N)曲线  61-62
    6.2.3 疲劳寿命估算方法  62-65
  6.3 载荷的处理  65-68
    6.3.1 载荷谱  65-66
    6.3.2 雨流计数法  66-68
  6.4 疲劳分析软件 MSC.Fatigue 简介  68-69
    6.4.1 MSC.Fatigue 软件主要特点  68
    6.4.2 MSC.Fatigue 软件主要功能  68-69
  6.5 车架疲劳寿命分析  69-72
    6.5.1 车架材料 S-N 曲线选取  69-70
    6.5.2 车架疲劳寿命及结果分析  70-72
  6.6 本章小结  72-73
第7章结论与展望  73-75
  7.1 结论  73
  7.2 展望  73-75
参考文献  75-78
攻读硕士期间发表的学术论文及科研工作  78-79
致谢  79

牵引车车架疲劳特性研究

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