抗侧滚扭杆参数化设计与疲劳寿命研究

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1、国内图书分类：U271．91国际图书分类号：629．01西南交通大学研究生学位论文密级：公开揎倒邃担枉叁数丝遮i土生痘羞麦金硒究年级三Q二二级姓名庄态申请学位级别王堂亟±专业奎麴工猩指导教师米显盈教援二零一四年四月ClassifiedIndex：U271．91U．D．C：629．01SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSIMULATIONRESEARCHONDYNAMICSPERFORMANCEOFAIRSPRINGINRAIIN蝌VEHICLESGrade：201lCandidate：LuJi

2、eAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpeciality：VehicleEngineeringSupervisor：Prof．MiCaiyingApril，2014西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．基于SolidWorks2010平台，利用VC++开发工具对其进行二次开发完成了集参数化技术、数据库技术、自动装配技术的具有Windows界面风格的参数化设计系统。该系统能提供基于材料力学方法的扭杆刚度强度校核、基于相关标准的花键强度校核、过盈配合过盈量计算和

3、采用分段等效法计算变截面扭杆的扭转刚度。提出联合参数化设计方法，以花键式抗侧滚扭杆为例验证了该方法的优点。2．车辆运行线路复杂多变，划分类为11种典型工况，在SIMPACK软件中建立整车动力学模型仿真获得抗侧滚扭杆在11种工况下的扭转载荷。对各工况下的随机载荷进行雨流计数处理导出载荷幅值与均值，对载荷幅值、均值的分布形式进行检验与参数估计得到各工况下的幅值、均值概率密度函数。由于车辆运行工况是多种工况随机组合综合作用的结果，采用权系数法由11种工况的概率密度函数合成多工况二维概率密度函数；采用概率密度法扩展获得能代表抗侧滚扭杆全寿命周期的二维设计谱

4、。3．在ANSYS软件中对抗侧滚扭杆进行FE分析，由于需要对不同尺寸下的抗侧滚扭杆进行分析，采用基于VC++的ANSYS二次开发技术提供扭杆参数输入界面生成APDL宏文件，运行该宏文件在ANSYS中完成扭杆参数化建模、自动划分网格和施加载荷与边界条件等过程。由强度分析结果将二维载荷谱转换为节点的二维应力谱。4．根椐材料的尸一s一Ⅳ曲线，考虑应力集中系数、表面加工系数和尺寸系数等因素的影响，得到构件的尸一S一Ⅳ曲线，再结合等寿命曲线，拟合得到P—S。一最一Ⅳ疲劳曲面方程。运用MM法则修正概率Miner累积损伤准则，对抗侧滚扭杆进行疲劳寿命预测。5．利

5、用RBF神经网络与遗传算法相结合，寻优抗侧滚扭杆在满足疲劳寿命条件下扭杆质量的最优解，完成抗侧滚扭杆优化设计。6．对以上所有计算过程都编制了计算程序，能直接对SIMPACK导出的载荷时间历程文件和ANSYS的结果列表文件处理，明显提高分析效率与重分析能力。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名．卢尖、日期：独斗．

6、牛．勰西南交通大学曲南父迥大罕学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密醋使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)⋯一虢卢．0：．日期：弘7啦毕、粥指导老师签名：日期：硼I丫。勺，2罢西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要抗侧滚扭杆装置的作用是

7、利用扭杆变形产生车体侧向滚动的反力矩，减少车辆的侧滚角。在机械设计中需要对模型重复设计与校核，参数化CAD系统能实现重分析与设计，提高设计效率。在车辆运行过程中扭杆受到扭矩、弯矩等产生的交变应力作用；疲劳破坏是其主要的破坏形式，因而设计时必须满足疲劳寿命的要求。对于满足设计要求的产品，能否进一步减少原材料、降低成本、提高性能，结构优化设计是一种有效措施。因此，将参数化设计、载荷谱编制、疲劳寿命分析和优化设计理论串联起来对产品进行设计，具有重要的学术价值与工程实际意义。基于SolidWorks2010平台，利用VC++开发工具对其进行二次开发完成了集

8、参数化技术、数据库技术、自动装配技术的具有W'mdows界面风格的参数化设计系统；提供基于材料力学方法的扭杆刚度、强度校核