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客车车架的有限元分析

方韶华  
【摘要】:随着计算机技术的发展,CAE技术广泛应用于传统的机械行业。客车车身车架是整车主要承载结构,基于有限元方法的车身CAE越来越受到人们的关注。实践证明,利用有限元法对客车车身车架结构进行分析是有效的,可进行静动态分析,并对结构的承载特性和振动特性进行评价,充分认识其强度和固有振型,了解车身可能会有的应力和变形情况。有限元法在汽车领域的应用已经显示出其优点,与传统的设计方法不同,它不需要先制造样车,是一种高效低耗的分析方法,可用于汽车的设计、制造和改进过程中的结构强度的分析。 利用有限元分析软件ANSYS,通过合理的简化,建立了某客车有限公司研制开发的大客车底盘的有限元模型。根据该车的设计使用情况对底盘有限元模型采用了四种计算工况:匀速直线行驶的水平弯曲工况、一轮悬空的极限扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况。通过对这四种工况强度和刚度的分析,得到底盘的应力分布和刚度状况,分析评价该车架的优劣性能,并且与试验结果进行了比较,验证了该车架有限元模型的可行性。同时,为掌握该车的动态性能,使用了模态分析技术对车身车架结构进行了分析,计算得到车身车架的固有频率,并对低阶固有模态振型进行了分析,了解了车架在受到路面位移激励状况下的瞬态响应,以及评价了在瞬态响应状况下的疲劳寿命。 计算结果表明,文中建立的有限元模型是合理的,分析是正确的,所得结果可用于指导客车设计的改进和性能评价。


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