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半挂牵引车整车结构有限元分析

作　者: 陆昌年
导　师: 张代胜
学　校: 合肥工业大学
专　业: 车辆工程
关键词: 半挂牵引车有限元法整车模型强度分析模态分析
分类号: U469.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 135次
引　用: 6次
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内容摘要

以有限元法为代表的CAE技术是分析各种结构问题的强有力工具。CAE分析技术的价值在于可以在产品开发初期通过建立基本的计算机分析模型,对所设计的产品进行强度、寿命分析,运动学和动力学仿真等,以得到所设计产品的各种性能,从而指导产品设计、缩短设计周期。本文在调研国内外相关研究的基础上,对某半挂牵引车整车结构进行了建模。并对该牵引车进行了静、动态电测试验,为有限元分析提供实践依据,并验证了有限元模型的正确性。利用已验证的有限元模型,分析了该牵引车在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下的应力分布和变形情况。并且,本文还对该牵引车整车结构进行了模态分析。本文的重点是探讨整车结构的有限元建模,与车架和车桥等零部件建模相比,整车模型具有计算规模大和零部件之间的连接和装配难以模拟等特点。本文通过适当简化几何模型和严格控制有限元单元尺寸等方法,使整车模型在计算规模和精确度之间寻求一个最佳的平衡。在零部件的连接和装配过程中,本文将零部件的有限元模型经过导入、平移和旋转后,再用刚性连接和耦合等进行连接。最终形成整车有限元模型。总之,整车结构的有限元模型能更精确的模拟牵引车真实工作状态,能更精确的掌握整车结构和每个零部件的应力分布和静、动态特性等。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-14
第一章绪论  14-19
  1.1 引言  14
  1.2 研究背景  14-15
  1.3 研究目的和意义  15-16
  1.4 国内外研究现状  16-17
  1.5 研究内容  17-18
  1.6 本章小结  18-19
第二章有限元理论及相关工具软件简介  19-29
  2.1 引言  19-20
  2.2 有限单元法基本理论  20-23
    2.2.1 线弹性体静力学问题  20-21
    2.2.2 求解的收敛条件  21-22
    2.2.3 单元分析及整体方程求解  22-23
  2.3 有限元单元理论  23-25
    2.3.1 壳体结构单元分析基本理论  23-24
    2.3.2 实体单元分析基本理论  24-25
  2.4 结构整体刚度分析  25-26
  2.5 有限元软件简介  26-28
    2.5.1 hypermesh 工具简介  26-27
    2.5.2 OptiStruct 简介  27-28
    2.5.3 Nastran 软件简介  28
  2.6 本章小结  28-29
第三章半挂牵引车整车有限元模型的建立  29-37
  3.1 引言  29
  3.2 几何模型的简化  29-30
  3.3 材料属性及单位制  30
  3.4 单元选择及网格划分  30-32
  3.5 载荷的处理及边界条件的确立  32-33
  3.6 分总成有限元模型的生成  33-35
    3.6.1 车架有限元模型的生成  33
    3.6.2 驾驶室模型的生成  33
    3.6.3 板簧模型的生成  33-34
    3.6.4 桥壳模型的生成  34-35
  3.7 有限元模型的装配  35-36
  3.8 本章小结  36-37
第四章半挂牵引车整车静、动态电测试验与模型修正  37-49
  4.1 引言  37
  4.2 试验理论  37-39
    4.2.1 非电量电测法概述  37
    4.2.2 电阻应变片基本原理  37-38
    4.2.3 测量电桥的工作特性  38-39
  4.3 整车静、动态应力测试试验  39-47
    4.3.1 试验目的  39-40
    4.3.2 使用仪器及试验方案  40-41
    4.3.3 测试内容  41-42
    4.3.4 测试结果  42-47
  4.4 整车有限元模型修正  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章半挂牵引车整车结构静态特性分析  49-56
  5.1 引言  49
  5.2 整车基本载荷的确定  49-51
  5.3 典型工况分析  51-55
    5.3.1 弯曲工况  51-52
    5.3.2 扭转工况  52-53
    5.3.3 紧急制动工况  53-54
    5.3.4 紧急转弯工况  54-55
    5.3.5 四种工况的对比分析  55
  5.4 本章小结  55-56
第六章半挂牵引车整车模态分析  56-64
  6.1 引言  56
  6.2 模态分析基本理论  56-58
  6.3 模态分析的边界条件  58-59
  6.4 模态分析计算  59-63
  6.5 本章小结  63-64
第七章结论与展望  64-65
  7.1 全文总结  64
  7.2 工作展望  64-65
参考文献  65-69
硕士期间参与的科研项目  69
硕士期间发表的学术论文  69-70

半挂牵引车整车结构有限元分析

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