农用运输车车架动静态有限元分析

摘要

农用动力四轮运输车是供农村生产作业的运输车辆，本文利用有限元分析软件ANSYS对该车型在静态和动态工作状态下的应力分布情况、固有频率和振型、随机响应以及疲劳寿命情况都进行了系统分析、计算和讨论，指出了车架的危险部位，提出了改进方案，为产品改型设计、承载能力等提供了依据。 本文建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元计算模型，在此模型基础上首先进行了静应力分析，得到车架在各种工况下的应力分布；其次对车架作模态分析，得到车架的各阶固有频率和固有振型；接着在模态分析基础上作随机振动分析，得到车架在路面激励下的位移响应和应力响应，最后作车架的疲劳寿命分析，得到车架的累计使用系数，并根据这些计算结果对车架的静态和动态性能做了相应的分析评价。 本文对农用运输四轮车车架的有限元分析方法和过程，适用于其它类型四轮车辆车架的设计与分析。

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第一章绪论

1.1课题背景

1.2车架设计与强度计算方法综述

1.3车架的总体介绍

1.3.1车架的作用

1.3.2车架的材料及结构

1.3.3车架的形状及组成

1.4本文的结构及主要作用

第二章车架的静强度有限元分析

2.1车架有限元模型的建立

2.2车架结构有限元模型基本单元的选择

2.2.1基本单元的选择

2.2.2矩形板单元简介

2.2.3单元划分

2.2.4约束处理

2.3车架载荷工况的确定及受力分析

2.3.1车架载荷工况的确定及其受力分析

2.3.2实车静态工况下车架的分析及计

2.5本章小结

第三章车架的有限元模态分析

3.1车架结构振动的基本方程

3.1.1多自由度系统的运动方程

3.1.2结构固有频率和固有振型

3.2子空间迭代法

3.3模态提取方法

3.3.1车架的有限元模态计算

3.3.2 20～1000Hz以内的前六阶刚性振型图示

3.4计算结果分析

3.4.1结果分析

3.4.2解决方案

3.5本章小结

第四章车架的随机振动(响应谱)分析

4.1谱分析基本概念和相关术语

4.1.1谱分析基本概念

4.1.2谱分析相关术语

4.1路面谱的确定

4.1.1路面不平度的功率谱

4.1.2空间频率谱密度转化为时间频率谱密度

4.2随机振动模态分析的理论基础

4.3车架随机振动的有限元计算

4.4计算结果分析

4.5随机振动分析在分析结果中的应用

4.5.1随机疲劳计算

第五章车架的疲劳寿命分析

5.1疲劳分析

5.1.1疲劳分析相关概念

5.1.2疲劳计算的准备工作

5.2计算结果分析

5.2.1计算结果

第六章结论及展望

参考文献

致谢

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