某轿车车身的刚度模态及疲劳性能分析硕士学位论文

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1、江苏大学硕士学位论文某轿车车身的刚度模态及疲劳性能分析姓名：王延芸申请学位级别：硕士专业：载运工具运用工程指导教师：朱茂桃20100609江苏大学硕士学位论文摘要本文以HyperWorks和MSC系列软件为平台建立某轿车白车身有限元力学模型，完成车身刚度计算、模态分析以及疲劳寿命预测。通过分析考察了车身结构的整体刚度特性，而且确定了车身疲劳寿命的薄弱位置，为车身结构设计及改进提供理论参考依据。论文的主要内容包括以下几个方面：(1)论述了结构静力学有限元分析方法以及基于有限元技术的疲劳损伤理论，介绍了常用的疲劳损

2、伤模型以及疲劳载荷谱的合成方法。对白车身建模进行了详细的研究，对建模过程中的常见特征提出了简化的原则及方法，由此建立了车身有限元模型。(2)根据车身的基本力学性能要求，模拟白车身在弯曲和扭转工况下的约束和载荷，进行刚度分析，分析结果显示该车身可以满足刚度设计要求。(3)完成车身模态分析，对该车身的动力学特性进行了深入的研究。从分析结果可以看出，车身前八阶的固有频率和振型分布合理。(4)根据有限元疲劳分析的思路，对车身进行疲劳寿命分析。施加单位载荷得到车身载荷响应；通过Matlab／Simulink建模仿真得到路

3、面位移载荷谱，并作为车轮悬架振动模型的输入激励，最后得到路面作用在车身上的位移载荷谱；然后导入S．N曲线，分析结果显示车身最低寿命满足汽车场地试验三万公里标准。有限元技术已经得到广泛应用，通过规范的力学建模以及边界条件的设置，可以得到满足工程需要的分析结果，有利于缩短开发周期，对产品设计改进都具有重要的指导意义及应用价值。关键词：轿车车身，车身刚度，模态分析，疲劳寿命江苏大学硕士学位论文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