基于虚拟试验技术的轿车车身疲劳寿命预测

摘要

车身是汽车的主要承载部分，是乘员的活动空间和货物的存放空间，对于承载式车身而言是悬架部件、底盘部件和车身附件的安装基础，也是承受各种交变载荷的关键部分，因此车身的结构性能十分重要。本论文针对轿车车身，基于虚拟试验模型对其疲劳寿命进行有效的预估。 本论文将国内先进的计算机仿真技术和国际先进的试验手段相结合，对应用虚拟试验方法进行汽车零部件疲劳强度预估的过程进行了一定的探索和研究。这种技术的广泛推广和应用，可以提高设计质量、缩短开发周期、降低设计成本，对推动汽车生产企业的自主开发水平能起到一定的促进作用。 本文首先建立了车身的有限元模型，并进行模态和静态载荷的分析及试验验证。然后建立车身和底盘系统的刚-柔耦合多体动力学模型，使用道路模拟试验过程中的轮轴响应位移为驱动信号对模型加载，仿真计算车身的边界载荷。最后使用模态叠加法进行疲劳强度的预估，并总结出计算机仿真方法预估疲劳寿命的一般步骤和规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1研究目的和意义

1.2国内外研究的历史和现状

1.3研究的内容和技术路线

第2章 车身有限元模型的建立及验证

2.1白车身有限元建模简介

2.1.1概述

2.1.2本章主要研究内容

2.1.3软件应用

2.2 PASSAT白车身的CAD模型的建立

2.2.1 UG的基本功能和在建模上的优势

2.2.2 PASSAT白车身CAD模型的建立

2.3 PASSAT白车身有限元模型的建立

2.3.1有限元法简介

2.3.2车身结构离散化

2.4.PASSAT白车身有限元模型的修正

2.4.1 PASSAT白车身模态试验

2.4.2 PASSAT白车身静态刚度试验

2.4.3 PASSAT白车身有限元模型修正

第3章 车身边界载荷的获取

3.1多体系统动力学

3.1.1虚拟试验技术的计算多刚体动力学基础

3.1.2多刚体动力学模型的建立

3.1.3柔性体多体分析理论基础

3.1.4刚-柔耦合多体动力学模型的建立

3.2虚拟试验模型驱动信号的确定

3.3虚拟试验模型的试验验证

3.3.1加速度信号的仿真和试验结果对比

3.3.2试验位移变化量和计算位移变化量的对比研究

3.4边界载荷信号的获取

第4章 车身疲劳寿命的预测研究

4.1基于虚拟试验模型的车身应力场计算

4.1.1应力/应变场参数的提取方法

4.1.2基于模态叠加法的车身应力场计算

4.2车身材料的疲劳特性

4.2.1材料的应力-寿命曲线

4.2.2疲劳特型修正

4.3疲劳累积损伤理论

4.4基于虚拟模型的车身疲劳损伤计算

4.5基于实车应变信号的试验验证

4.5.1单应变片试验验证

4.5.2应变花试验验证

4.5.3基于试验应变信号的疲劳损伤验证

4.6车身疲劳寿命预测

4.7基于虚拟模型进行疲劳强度预估方法的总结

第5章 结论

5.1主要研究结论

5.2研究的进一步工作

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果