某农用车车架疲劳特性分析及结构优化

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1、硕士学位论文某农用车车架疲劳特性分析及结构优化郑海腾指导老师李尚平李冰专业名称机械工程学科门类工学论文提交日期2015年6月8日分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文题目某农用车车架疲劳特性分析及结构优化英文题目Fatiguecharacteristicsofcertainagriculturalframeanalysisandstructuraloptimization姓名郑海腾专业名称机械工程学科门类工学指导老师李尚平李冰论文提交日期2015年6月8日论文答辩日期2015年5月22日答辩委员会

2、主席李健论文评阅人徐武彬黄美发麻芳兰独创性声明本人財夏丰巧呈受ｂ古担在本人在与户ｈ全与下巧立完巧巧其存的《巧．扶方中己＾凌９引居ｈ式泣外ｊ本方不与令巨ｒ貫也个人巧篇怯己＾旨责■＇式兵写记民）｛车品读巧．对本三的３另合屯呈ｇ田拉内个人巧萬化ｊ均已在了丰！＾巧巧方式巧巧，击人完圭忘巧岛击辛巧ｈ岳培呈京主本人束坦，巧者爸也々法盛日苗广西科技大学硕士学位论文摘要摘要广西某公司设计的低速载重货车，主要在城乡接合的地区进行中短途的运输，其凭借价格低廉、载货量大，而广受欢迎。由于该低速载重货车主要

3、是用在农村及城市的郊区的运输，行驶路况较为恶劣，使该低速载重货车使用一段时间后车架的纵梁和横梁上出现了不同程度的断裂和变形，给用户带来了极大的安全隐患。所以解决车架的断裂和变形问题，找出原因并寻求合理的解决方案迫在眉睫。本文针对低速载重货车的车架作出了动态特性研究、采用模态应力恢复法疲劳寿命研究，并在此基础上针对车架作出了结构的优化，最终得到柔性体车架的改进措施。由于车架部件存在上述问题，本文首先研究了有可能导致车架断裂的几种原因，找到导致车架断裂的主要原因，并根据分析结果对车架进行改进，使车架满足使用要求。

4、文章首先采用车架的二维图纸，创建了柔性体车架的实体模型。在导入CAE软件HyperWorks前，对车架做了合理的简化，并以壳单元构建车架的CAE模型，为后面车架部件的疲劳分析做准备。其次，利用有限元计算与实验相对比的方法对车架的自由模态和工作模态做了分析研究和比较，从而获得车架的动态参数及振型，通过与自由模态结果的比较也证明了车架模型的合理性。第三，采用动力学软件，建立了整车模型，并结合实验采集的车架激励信号进行多体动力学分析。从而获得得车架的各阶模态位移，即动态载荷时间历程，为车架疲劳特性分析提供参考依据。

5、第四，结合车架的材料16Mn选取合理的S-N曲线，结合前面得到的动载荷，并利用模态应力恢复法对车架进行疲劳特性分析，得到车架的使用寿命，依据结果为车架的改型提供借鉴。最后，由上述对车架部件的模态分析结果和疲劳计算得到的结果为依据对车架的薄弱位置做优化处理，并对优化后的车架部件做疲劳寿命评估，并与优化前的车架部件的疲劳寿命作比较，检验优化的有效性。本文通过对车架进行模态特性分析和基于模态应力恢复法的车架疲劳寿命分析。为企业建立了数值模型和分析数据。同时依据分析数据，为企业解决疲劳断裂问题，提出了优化方案，并获得

6、优化后的车架疲劳寿命更优，为公司破解车架部件的断裂变形问题提供有益的参考。关键词：低速载重货车；车架；疲劳断裂；模态应力恢复；多体动力学；II广西科技大学硕士学位论文AbstractAbstractlow-speedheavy-dutytruckproducedbyacompanyinGuangxi,mainlytransportintheshort-distanceinurbanandruralareas,arewidelyuesdbythevirtueoflowprices,andcargocapacit

7、y.Sincethelow-speedheavy-dutytruckismainlyusedinthetransportofruralandurbansuburbs,anddrivingtrafficaremuchmoreseverely,tobroughttheusergreatsecurityrisk.Sotosolvetheproblemoffractureanddeformationoftheframe,toidentifythecauseandseekareasonablesolutionisimm

8、inently.Inthispaper,wemadeastudyofthedynamiccharacteristicsofthetruckframe,adoptmodalstressmethodtostudiesfatiguelifeandonthebasisofaboveforoptimizingthestructureoftheframe,ultimatelygettheflexiblebody