混凝土搅拌运输车副车架多轴疲劳分析

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1、分类号：TH164密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：混凝土搅拌运输车副车架多轴疲劳分析英文题目：TheMulti-AxialFatigueofConcreteMixerSub-frame学位类别：工学硕士研究生姓名：胡欣欣学号：201202109学科(领域)名称：机械电子工程指导教师：高耀东职称：教授协助指导教师：职称：2015年6月3日内蒙古科技大学硕士学位论文摘要混凝土搅拌运输车不仅具有很大的市场需求，而且其巨大的潜在市场也是不容忽视的。提高产品质量、降低产品开发成本已经成为混凝

2、土搅拌车生产企业保持优势、赢得竞争的必然选择。副车架是混凝土搅拌运输车的上装部分的重要部件，它承受的载荷主要包括结构自身的重量以及工作时的动载荷，这些动载荷主要来自振动和冲击。为了保证混凝土搅拌运输车的副车架的结构可靠性，本课题是设计前期对副车架展开疲劳强度计算和疲劳寿命预估。本文是以CAE技术为基础，对某厂13方混凝土搅拌运输车的副车架结构进行多轴疲劳分析的。第三章的部分主要对搅拌车的副车架结构进行了静力学分析。结论论证了纯弯曲（一）、单轮扭转（二）以及制动（五）三种工况下的副车架结构承受到的最大应力值都是

3、远远低于许用应力值287.5MPa，这就证明上述情况中副车架的安全性是足够的。通常是不会发生静强度破坏的现象的，同时，这些情况下的副车架结构也是不容易发生疲劳破坏的。两个前轮参与的弯扭联合情况（三）中副车架承受的最大应力值是264.7MPa。对角线上两轮参与的弯扭联合情况（四）副车架承受的最大应力值是247.9MPa。应力数值都略低于许用应力。虽为强度安全工况，但长期反复作用，极易造成车架的疲劳破坏。不仅确定出要进行疲劳分析的工况，第三章在这里还为第五章的疲劳问题提供了有限元模型与疲劳计算所需的应力结果。第四

4、章的部分主要是完成搅拌车整车模型的建立和仿真工作，获得了B级路面的随机激励下的钢板弹簧与车架连接位置的载荷历程。对构成整车模型的各部分模板、子系统进行参数的选取、模型的创建，并结合试验台完成整车的动力学模型。驱动整车在等级为B的随机不平路面匀速行驶，得到车身各位置处的结果文件。第四章为第五章的疲劳计算提供了载荷时间历程文件。第五章的部分主要是完成副车架结构的疲劳计算。首先将第三种的有限元结果和第四章的载荷文件对应相乘获得疲劳载荷谱。然后选用合适准则在软件中完成疲劳计算获得搅拌车副车架危险部位的信息以及疲劳寿命

5、分布情况。结果云图显示搅拌车副车架的疲劳寿命对数是5.4157，也就是说它的疲劳寿命最小值是5.415710260458.859个循环。即在此之后疲劳裂纹开始萌生。疲劳寿命最小位置出现I内蒙古科技大学硕士学位论文在纵梁中后部位置，同第三章中静力学分析的结果相吻合。FOS值为0.7063，也就是疲劳载荷历程系数应定义为0.7063时，疲劳寿命才为1E7。经验证，分析计算后所获得的疲劳结果是接近于真实情况的。研究结果为有效预测非比例循环载荷作用下的汽车重要的零部件部分的疲劳寿命提供了基础。研究方法在设计阶段就能

6、够方便地模拟不同工况下车架的疲劳寿命，具有实用的参考价值。关键词：有限元；副车架；静力学；多体动力学；多轴疲劳II内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractToday,concretemixertrucknotonlyhasgreatmarketdemandsbutalsohasverywellpotentialmarket.Soimprovetheproductqualityandreducetheproductdevelopingcosthasbecomeaninevitablechoicetoholdo

7、nadominantandwinthecompetitionformanufacturingenterprise.Asanimportantcomponentofconcretemixertruck,thesub-frameinadditiontostoodstructurestaticloadalsoboredynamicloadundervibrationandimpactwhendrivingonunevenroughroadsurface.Thespecialforceformsleadtothesu

8、b-framestructuregeneratedcracksandfatiguefailureveryeasily,soitisveryimportanttostudyonthefatigueproperty.Withthedevelopmentofcomputertechnologyandfiniteelementanalysis,fatiguelifeanalysismethodhasbeen