某轿车副车架的强度及疲劳有限元分析

摘要

有限元技术是计算机辅助工程(CAE)的关键技术。将有限元技术应用于汽车零部件的结构分析和疲劳寿命预测，已经成为汽车设计的重要组成部分。副车架是现代轿车的一个重要部件。本文主要运用有限元的方法对副车架进行了强度分析，并借助疲劳寿命分析软件(MSC—FATIGUE)对控制臂支架进行了疲劳寿命的预测。首先利用CATIA软件建立副车架的几何模型，进行必要的简化后导入到Hypermesh软件中进行前处理，再通过求解器MSC．NASTRAN进行强度计算。其次，将结果文件导入疲劳分析软件MSC．FATIGUE中进行控制臂支架的疲劳寿命计算。在疲劳寿命分析时提取NASTRAN计算的应力，作为疲劳损伤载荷，预测该轿车副车架控制臂支架的疲劳寿命。最后，通过计算结果与试验结果的对比与分析，验证了有限元计算过程的正确性，也说明通过有限元方法来对结构零件进行疲劳寿命预测是可行的，也是很有必要的，从而大大推进产品的开发进度，具有一定的工程应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题的工程应用背景

1.2 课题的研究现状

1.3 论文的主要研究内容

第二章 有限元的基本方法及疲劳损伤理论

2.1 有限元的基本原理介绍

2.1.1 有限元方法的基本原理

2.1.2 有限元方法基本步骤

2.2 基于有限元技术的疲劳理论介绍

2.2.1 疲劳问题概述

2.2.2 疲劳分析理论

2.2.3 疲劳累积损伤理论

2.3 本章小结

第三章 副车架有限元模型的建立

3.1 软件选择及简要介绍

3.1.1 三维造型软件

3.1.2 有限元分析软件

3.2 副车架结构有限元分析模型的建立

3.3 本章小结

第四章 副车架结构性能的静态分析研究

4.1 副车架的作用及其结构

4.1.1 副车架概念

4.1.2 副车架的作用及其优缺点

4.1.3 副车架与车身的连接方式

4.2 边界条件及载荷工况的确定

4.3 副车架的静强度有限元计算结果

4.3.1 紧急制动工况的计算结果

4.3.2 起动工况的计算结果

4.3.3 工况三(1),总成侧向受压状况下的分析结果

4.3.4 工况三(2),总成侧向受拉状况下的分析结果

4.4 计算结果分析

4.5 本章小结

第五章 副车架疲劳寿命仿真及试验

5.1 副车架摆臂支架疲劳寿命分析

5.1.1 MSC.Fatigue的特点

5.1.2 MSC.Fatigue中平均应力修正方法

5.1.3 MSC.Fatigue分析疲劳问题的一般步骤

5.1.4 疲劳仿真参数设置

5.1.5 仿真结果

5.2 副车架疲劳试验

5.2.1 试验目的、对象及标准

5.2.2 试验设备

5.2.3 试验载荷

5.2.4 试验结果

5.3 仿真与试验的对比

5.4 改进措施

5.5 本章小结

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢