某货车燃油箱的结构改进及有限元分析

摘要

轻型货车行驶的综合路况较为复杂，其油箱容积较大，行驶过程中油液晃动对油箱结构冲击较大，在恶劣工况下容易产生泄漏、疲劳破坏等损害。目前在货车燃油箱设计中，油箱箱体的结构设计主要依靠经验，对于加强筋的布置、油箱壁厚的设定、防波板的结构设计等缺乏相关的改进手段。因此对燃油箱结构提出改进方案并通过有限元分析验证改进前后结构的优劣是很有必要的。
　　本论文在对某公司生产的某款货车燃油箱结构分析的基础上，提出了两种结构改进方案。为了比较改进的两种方案相比原方案的优劣，对三种方案的燃油箱结构进行了一系列有限元分析。首先在ANSYS Workbench中Modal模块对三款燃油箱做了模态分析，找出了它们容易破坏的位置，为流固耦合分析提供了研究方向；其次，利用 ANSYS Workbench中Fluent模块对三种燃油箱结构在同种条件下进行流固耦合分析，并对三种结构的相应部位受力及变形情况进行比较，以此作为判断三种燃油箱结构优劣的依据；然后，在模态分析的基础上，利用ANSYS Workbench软件中Random Vibration模块中分别分析了三种燃油箱在加速度量级为2g、4g、6g时随机振动情况，得出了在各种激励下三种燃油箱的受力情况并进行比较，以此作为判断三种燃油箱结构的优劣的另一依据；最后，对三种燃油箱结构进行随机振动试验，互相验证了试验和有限元分析的可靠性。合作企业根据本文的分析内容并考虑到实际生产加工的难易程度，最终选择了第一种改进方案替代现有燃油箱。

目录

声明

主要符号说明

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文研究内容

第二章 燃油箱结构分析及有限元建模

2.1 现有燃油箱结构分析及存在的问题

2.2 燃油箱改进方案及分析

2.3 燃油箱有限元模型的建立

2.4 本章小结

第三章 燃油箱的模态分析

3.1 模态分析在货车燃油箱分析中的应用

3.2 模态分析的理论基础

3.3 燃油箱模态分析过程

3.4 本章小结

第四章 燃油箱的流固耦合分析

4.1 流固耦合在货车燃油箱分析中的应用

4.2 流固耦合分析的理论基础

4.3 模型描述及分析流程

4.4 模型求解及结果分析

4.5 本章小结

第五章 燃油箱的随机振动分析

5.1 随机振动在货车燃油箱分析中的应用

5.2 随机振动分析的理论基础

5.3 燃油箱随机振动分析步骤

5.4 燃油箱随机振动结果及对比分析

5.5 燃油箱随机振动试验

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 不足和展望

参考文献

致谢