基于有限元的客車車身結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、隨著有限元理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟,有限元分析法貫穿于從客車車身結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)到最終的產(chǎn)品成型,應(yīng)用有限元分析法進(jìn)行模擬分析不僅可以縮短客車的研發(fā)周期,而且還可以降低研發(fā)成本。因此,有限元分析方法已經(jīng)成為各大客車企業(yè)研發(fā)新車型的一個(gè)重要工具。
　　本文建立了客車車身結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,然后在五種典型工況下進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度的模擬分析,得到了該車身結(jié)構(gòu)在這五種工況下行駛時(shí)的最大應(yīng)力值和最大位移值以及其出現(xiàn)的位置;本文還對(duì)該客車

2、的車身骨架進(jìn)行了自由模態(tài)分析和有約束模態(tài)分析,得出了該客車車身結(jié)構(gòu)的頻率值及其振型圖;模擬分析了發(fā)動(dòng)機(jī)在豎向(Z向)和橫向(Y向)激振時(shí)車身骨架結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng);研究了車身骨架結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)彎曲工況和動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)工況下的瞬態(tài)響應(yīng)。
　　模擬分析得出:車身骨架所受到的最大應(yīng)力值為240.56 MPa,最大位移值為8.041 mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)未超過材料所能承受的極限;客車的低階固有頻率處在8 Hz~30 Hz之間,一階彎曲固有頻率為17.39 Hz,一

3、階扭轉(zhuǎn)固有頻率為8.43 Hz,兩者相差9 Hz,有效的防止了一階彎曲頻率和一階扭轉(zhuǎn)頻率發(fā)生耦合現(xiàn)象;由諧響應(yīng)分析知:32.5 Hz、90 Hz以及110 Hz左右是發(fā)動(dòng)機(jī)和客車車身骨架結(jié)構(gòu)發(fā)生共振的頻率;從車身骨架瞬態(tài)響應(yīng)分析中可以看出:車身骨架最大應(yīng)力值為247.7 MPa,沒有超過材料的屈服極限,扭轉(zhuǎn)工況下的最大應(yīng)力隨時(shí)間的變化呈“拋物線”狀,而彎曲工況下最大應(yīng)力隨時(shí)間波浪振動(dòng),逐漸減小,最大位移隨時(shí)間的變化呈“馬鞍”狀,無論是扭