某轎車車身的剛度模態(tài)及疲勞性能分析碩士學(xué)位論文

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1、江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文某轎車車身的剛度模態(tài)及疲勞性能分析姓名：王延蕓申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：載運(yùn)工具運(yùn)用工程指導(dǎo)教師：朱茂桃20100609江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文以HyperWorks和MSC系列軟件為平臺建立某轎車白車身有限元力學(xué)模型，完成車身剛度計算、模態(tài)分析以及疲勞壽命預(yù)測。通過分析考察了車身結(jié)構(gòu)的整體剛度特性，而且確定了車身疲勞壽命的薄弱位置，為車身結(jié)構(gòu)設(shè)計及改進(jìn)提供理論參考依據(jù)。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)論述了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)有限元分析方法以及基于有限元技術(shù)的疲勞損傷理論，介紹了常用的疲勞損

2、傷模型以及疲勞載荷譜的合成方法。對白車身建模進(jìn)行了詳細(xì)的研究，對建模過程中的常見特征提出了簡化的原則及方法，由此建立了車身有限元模型。(2)根據(jù)車身的基本力學(xué)性能要求，模擬白車身在彎曲和扭轉(zhuǎn)工況下的約束和載荷，進(jìn)行剛度分析，分析結(jié)果顯示該車身可以滿足剛度設(shè)計要求。(3)完成車身模態(tài)分析，對該車身的動力學(xué)特性進(jìn)行了深入的研究。從分析結(jié)果可以看出，車身前八階的固有頻率和振型分布合理。(4)根據(jù)有限元疲勞分析的思路，對車身進(jìn)行疲勞壽命分析。施加單位載荷得到車身載荷響應(yīng)；通過Matlab／Simulink建模仿真得到路

3、面位移載荷譜，并作為車輪懸架振動模型的輸入激勵，最后得到路面作用在車身上的位移載荷譜；然后導(dǎo)入S．N曲線，分析結(jié)果顯示車身最低壽命滿足汽車場地試驗(yàn)三萬公里標(biāo)準(zhǔn)。有限元技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，通過規(guī)范的力學(xué)建模以及邊界條件的設(shè)置，可以得到滿足工程需要的分析結(jié)果，有利于縮短開發(fā)周期，對產(chǎn)品設(shè)計改進(jìn)都具有重要的指導(dǎo)意義及應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：轎車車身，車身剛度，模態(tài)分析，疲勞壽命江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTHyperWorkssoftandMSCCAEsoftareusedtoanalyzethestiffness

4、，modalityandfatiguecharacteristicofacarbody．Theperformanceofintegrativestiffnessisexaminedandthefatiguelifeofbodyisobtained，whichCallprovideguidanceforcardesign．Thethesiscontentsarethefollowingaspects．(1)FEM(FiniteElementMethod)ofstructuremechanicsandfatigue

5、analysismethodbasedonFEMarestated．Commonfatiguedamagemodelsandfatigueloadspectrumareintroduced．Thegeometricmodelofacarbodyisbuiltbyanalyzingthestructurecharacteristicofbody．Simplifyingprinciplesandmethodsofordinarycharacteristicsinthemodelarecarefullyresearc

6、hed，andthenthewholefiniteelementmodelofthecarbodyisbuilt．(2)Theconstraintsandforcesunderbendingcaseandtorsionalcaseareconficmedaccordingtothebasicmechanicsproperties．Andthen，theflexuralrigidityandtorsionalstiffnessareanalyzed．Theresultsindicatethatthebodycan

7、beabletosatistythestiffnessrequirement．(3)Themodalanalysisiscompletedanddynamiccharacteristicofthecarbodyiscarefullyresearched．Theresultsindicatethatthemodeshapesalereasonable．(4)Fatiguelifepredictionofthecariscardedoutbasedonfmiteelementmethod．Unitloaddispl

8、acementresponse，combiningthesimulateddisplacementloadhistory,isusedtocomputethefatigueperformanceofthecarbody．Matlab／Simulinkisappliedtosimulatetheloadspectrum，whichisusedastheinputsignaloftheti