基于功率谱的载荷谱获取及箱体车疲劳强度分析

摘要

车辆在行驶过程中,由于不同的行驶工况,如起动、右转弯、左转弯、主动减速、被动减速、加速、匀速、ABS一制动、倒退,通过不平路面,车辆很容易受到各种路面载荷的冲击。经过一段时间,当损伤达到一定程度,汽车零件会因变化的力产生疲劳损坏甚至破坏,影响汽车的寿命,严重影响行车安全。
　　为研究汽车受路面载荷的真实情况,就要获取路面载荷谱,实测载荷谱的话,工作难度大,对试验设备要求多,每次实测载荷谱不仅周期长,而且耗资巨大,但若实测数据少,难以模拟真实受载情况。
　　如何真实的反映载荷谱,对汽车零部件强度校核和疲劳寿命分析,本文采用将功率谱密度转化为时域模型的方法进行数值模拟,利用傅里叶逆变换法,研究了频域内的功率谱密度函数转化为时间域内的路面位移激励,以及在给定不同路面等级下的路面不平度系数和车辆的行驶速度下,获取用于进行车辆结构有限元分析的路面激励载荷谱块。建立了箱体车的结构有限元模型并进行疲劳寿命分析。
　　疲劳评定的时域方法是按照一定的计数法则直接对结构的应力一时间历程进行循环统计,本文采用雨流计数法进行统计,根据所得的循环统计结果进行疲劳强度校核。
　　总之,本文建立了箱体车的模型,在试验场限制的条件下,模拟了路面载荷谱,对车体进行了有限元分析,得到了各部件的疲劳寿命,验证了车辆的疲劳强度,也为这些部件的改进提供了依据。

目录

封面

声明

中文摘要

目录

1绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究现状

1.3论文章节安排及其研究内容

2基于逆傅立叶变换的路面谱的获取方法

2.1路面载荷谱的确定方法

2.2基于逆傅立叶变换的路面载荷谱确定方法

2.3小结

3基于箱体车的汽车有限元动态分析计算技术

3.1有限元的方法及ANSYS介绍

3.2箱体车的动态有限元计算模型

3.3箱体车的动态有限元计算结果

3.4小结

4基于路面载荷谱的箱体车疲劳强度分析技术

4.1疲劳强度分析的方法和流程

4.2关键零部件的疲劳强度分析

4.3小结

5结论及展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录