基于流固耦合的汽车燃油箱振动耐久性分析.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.020基于流固耦合的汽车燃油箱振动耐久性分析112杨昭，张荣，任文生（1.陕西重型汽车有限责任公司，陕西西安710043；2.陕西通家汽车股份有限公司，陕西宝鸡721002）摘要：采用有限元法建立了某款汽车燃油箱模型，然后运用Nastran软件对其进行了空油箱模态和装液油箱流固耦合模态分析，并用虚拟质量法进行了油箱在30Hz激励下的流固耦合谐响应分析，计算得到了油箱应力响应结果，并根据此应力结果对油箱疲劳性能进行评价，分析表明油箱可能出现疲劳破坏。研究为汽车油箱的设计修改提供参考依据。关键词：油箱；模态；谐响应；疲

2、劳中图分类号：TK413.8文献标识码：A文章编号：1671-7988(2017)15-54-04VibrationDurabilityAnalysisofAutomobileFuelTankBaseonFluid-StructureCoupling112YangZhao,ZhangRong,RenWensheng(1.ShaanxiHeavyDutyAutomobileCo.Ltd,ShaanxiXi’an710043;2.ShaanxiTongjiaAutomobileCo.Ltd,ShaanxiBaoji721002)Abstract:Afiniteelementmodelf

3、oraautomobilefueltankwasestablishedbythemethodofFEM,thenthemodalanalysisofthefueltankwithandwithoutfuelwasconductedwithnastransoftware,andtheharmonicresponseanalysisunder30Hzexitingfrequencywasperformedbyusingthevirtualmassmethodtodealwithfluid-structureinteractionprobleminthetank.thestressres

4、ponseresultforthetankwasobtained.Onthisbasisofthestressresult,thefatiguecharacteristicswasevaluated,Theresultsdemonstratethatthefatiguefailuremayhappentotankatthisexcitationfrequency.sothestudycanbetakenasreferenceforfurtherdesignandmodificationofthefueltank.Keywords:fueltank;modal;harmonicres

5、ponse;fatigueCLCNO.:TK413.8DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)15-54-04储备和寿命。前言国内外对油箱进行了很多的研究，初期主要通过试验方[1][2]法进行，如MandalK和RajtarJM通过模态试验得到了无燃油箱是汽车能源供给系统的关键部件，其性能的好坏，油液存在时的油箱壳的振动参数。在试验方法的基础上，现包括强度和寿命等会直接影响汽车的正常行驶。油箱和油液在越来越多的研究人员结合使用有限元方法作为研究手段的流固耦合相互作用下，对箱体结构的使用寿命有较大影响，[3-6][7]。边炳传运用有限元法对两种小

6、型变压器油箱结构进行容易形成振动疲劳破坏，因此在油箱的设计阶段，有必要对了强度和刚度分析，并对对油箱钢板和加强铁进行了优化设油箱进行流固耦合振动耐久性分析，以保证其有足够的安全[8][9]计，从而改善了油箱性能。谢慧超和裴智勇等学者综合作者简介：杨昭（1989-），男，助理工程师，就职于陕西重型汽车使用有限元法和试验方法对箱体类结构进行流固耦合模态分有限公司，从事工艺技术工作。析，研究了冲压成形和水深等因素对结构和振动模态的影响，55汽车实用技术2017年第15期从而揭示了该类流固耦合振动的动力学特性。这些对油箱的得到所需要的附加质量[MA]，根据一般的结构特征值求解方研究中，试验

7、方法需要花费大量的成本和时间用于实物制作法，进一步即可求解出油箱流固耦合特征值。和实验修改；而有限元方法研究又大多针对油箱结构强度，没有考虑流固耦合的影响，或者只分析了油箱静态响应，忽2油箱模态分析视动态响应及疲劳性能分析。本文研究的汽车油箱采用ST14板材冲压而成，上、下本文运用有限元法对某型汽车燃油箱建模，并进行流固箱壳体厚度分别为0.8mm和1.0mm，经过相应的简化后，在耦合模态特性分析和谐响应分析，根据应力响应结果评价了HyperMesh中使用PSHELL壳