基于客车车身动应力仿真的疲劳分析.pdf

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1、第50卷第11期V01．50No．11农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2012年11月November2012doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2012．11．008基于客车车身动应力仿真的疲劳分析王涛1，李宏玲2(1．230601安徽省合肥市江淮汽车股份有限公司；2．230009安徽省合肥市合肥工业大学机械与汽车工程学院)【摘要】利用模态综合技术及弹性力学理论，研究了由路面不平度引起的车身动应力的形成机理及其仿真计算方法。通过客车行驶振动试验。分析得出客车中门立柱在

2、怠速工况下振动明显。可将动应力研究成果应用于客车车身骨架结构的动态强度分析及设计，在此基础上仿真得到中门立柱接点的动应力作为疲劳分析中的交变栽荷。利用疲劳理论和ANSYS软件计算了客车中门立柱的使用寿命。[关键词]客车；动应力；模态分析；疲劳分析[中图分类号]U462．2[文献标志码]A[文章编号】1673—3142(2012)11—0028-06FatigueAnalysisBasedontheSimulationofDynamicStressofBusBodyWANGTa01，LIHong—lin92(1．AnhuiJianghuaiAutomobil

3、eCompany，HefeiCity，AnhuiProvince230601，China；2．CollegeofMechanicalandAutomo—tiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，HefeiCity，AnhuiProvince230009，China)[Abstract]Usingmodalsynthesistechniqueandtheoryofelasticmechanicsinthispaper，theformationmechanismandsimulationmethodtocalcul

4、atedynamicstressofvehiclebodycausedbytheunevenroadarestudied．Throughtheanalysisofthebusdrivingvibrationtest，thedoorpillarvibrationatidleisobvious．Sotherosearchresultsofdynamicstresscanbeappliedtothedynamicstrengthanalysisanddesignofbusbodyframe．Thedynamicstressofdoorpillarnodecanb

5、eusedasalternatingloadinfatiguecalculation，thenthelifeofdoorpillarcanbecalculatedbyusingfatiguetheoryandANSYSsoftware．[Keywords】bus；dynamicstress；modalanalysis；fatigueanalysis0引言当零件受到动态的交变载荷作用即载荷发生周期性变化，机械破坏的形式超过一半是疲劳破坏。对于车辆在行驶过程中受到动态交变载荷，主要来自连杆、传动轴的惯性载荷和路面凹坑、制动转弯造成的局部区域应力集中，因此对客车

6、重要零部件进行疲劳寿命分析就显得很有必要．防止零部件过早的疲劳断裂。对客车骨架常用的寿命预测方法有试验研究法和有限元模拟法。客车整体疲劳强度试验研究法包括台架试验和道路试验。道路试验能反映客车在行驶过程中遇到的各种工况，其结果最能真实地反映整车结构特性。但由于道路试验时间长、数据波动大、容易受外界环境干涉等原因，所以通常在台架试验完成后．利用道路试验来验证台架试验的正确性。台架强度试验的难点则是对载荷的模拟，现行台架试验常采用等幅循环载荷和道路模拟载荷。收稿13期：2012—08—11修回日期：2012—08—21运用有限元软件对客车骨架进行寿命预测已得到

7、越来越多的应用，常用的一种方法是通过柔性多体动力学仿真，结合模态应力恢复理论，由骨架的模态节点应力复现客车在实际行驶过程中所受的动应力。结合名义应力法实现整车的疲劳寿命分析。另一种是利用ANSYS软件对客车骨架进行静态工况下的分析，找出最大应力的危险点，再利用通用后处理中Fatigue模块进行疲劳计算。定义疲劳计算参数和材料的疲劳性质(S—N曲线)，定义存储计算点的应力值和载荷循环次数预测骨架寿命。1系统动力学方程客车车身骨架是整车的基体，几乎承受着客车的所有动、静态载荷。在车辆行驶时．在路面不平度的作用下，车身承受着复杂的交变动载荷。通过样车试验分析．车

8、身结构动态强度通常受到以下限制：(1)动态试验测点可能出现遗漏危险