半承載式客車車身骨架有限元建模分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè)中.客車車身骨架是整車主要承載結(jié)構(gòu),車身骨架的受力情況比較復(fù)雜,結(jié)構(gòu)分析的難度也較大.為了滿足客車骨架結(jié)構(gòu)在各種工況下的強(qiáng)度要求,對(duì)客車采用不同方式的建模和進(jìn)行有限元分析越來越受到人們的關(guān)注. 本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合半承載式客車的特點(diǎn),建立了某客車車身骨架有限元模型,制定了五種典型的計(jì)算工況:水平彎曲工況、極限扭轉(zhuǎn)工況、緊急制動(dòng)工況、緊急轉(zhuǎn)彎工況和傾翻工

2、況.計(jì)算出客車在各種工況下的強(qiáng)度、剛度以及彎矩、扭矩等,分析了應(yīng)力、應(yīng)變分布特點(diǎn),并且使用模態(tài)分析技術(shù)研究了車身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性.計(jì)算得到前十五階固有頻率,并分析了低階固有模態(tài)振型.在模擬計(jì)算的同時(shí),進(jìn)行了客車骨架的靜態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn). 處理不同單元之間的耦合問題是有限元混合模型前處理的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié).建立節(jié)點(diǎn)之間自由度時(shí),有時(shí)需要表達(dá)一些特殊的細(xì)節(jié),單元不足以表達(dá)清楚,這就需要一種新的方法建立不同自由度間的關(guān)系.為此,我們常利用耦合來建立

3、節(jié)點(diǎn)自由度之間的特殊關(guān)系,彌補(bǔ)單元所做不到的連接缺陷.耦合的建立,不但解決了節(jié)點(diǎn)間的自由度關(guān)系,還可以避免節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中. 論文綜述了整車有限元分析的研究現(xiàn)狀,在建模過程中,通過不同單元類型連接建立三種模型(梁體模型、梁板模型和純梁模型),分析不同模型在不同工況下的特性,比較有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù),從而修正計(jì)算模型,使有限元模型盡量和實(shí)際相接近,從中尋求最優(yōu)模型.通過分析,梁體模型較好解決了建模、計(jì)算時(shí)間和分析精度之間的矛盾,