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基于Workbench货车驾驶室的强度分析

发布于:2016-06-01 18:46
强度分析

      重型货车是货物运输的主要交通工具,驾驶室是其关键总成,它不仅可以给驾驶员提供舒适的驾驶环境,也能为乘员提供一定程度的保护。重型货车的行驶环境相对比较恶劣,承受载荷形式复杂,而且变化剧烈,行驶过程中,驾驶室由于受到发动机的振动激励、路面的冲击以及传动系的振动等各种不同振源的激励而产生振动。由于重型货车经常要长时间连续行驶,其驾驶室的强度分析和刚度分析就尤为重要。
      目前,国内对重型货车的驾驶室强度开展了较为广泛的研究,中国汽车工程研究院根据商用车ECE-R29法规,对某重型货车驾驶室进行顶压、前压、后压工况的仿真,在保证货车安全性的同时,根据应力分布对驾驶室零件进行优化设计。重庆大学张志飞等对某重型商务用车进行了模态分析,通过合理添加不同厚度加强板提高驾驶室的1阶模态频率和驾驶室刚度,北京林业大学程铭等对载货汽车驾驶室的扭转工况进。
      本研究利用三维建模AppCATIA建立某重型货车驾驶室的模型,采用有限元分析AppANSYS Workbench对其进行弯曲、扭转分析以及模态分析,针对应力集中和变形较大的部分提出改进意见。
      建模过程中建立非关键结构模型,不仅增加建模难度和单元数目,而且会使有限元模型的单元尺寸变化过于剧烈,导致计算精度的下降。因此,在建模过程中需要将驾驶室结构进行简化,忽略掉驾驶室上对整体刚度强度影响不大的开口、小孔、小凸台等结构。
      在货车的行驶过程中,对称垂直载荷、非对称垂直载荷、纵向载荷与横向载荷可以同时产于车身结构起决定性作用是引起弯曲和扭转的垂直载荷。
      弯曲工况是乘员质量对车身的弯曲作用,利用静弯曲分析车身结构的实际强度。在弯曲工况计算过程中,对驾驶室前后四个悬置点分别施加六个自由度的约束,在驾驶室地板上座椅安装的位置施加均布载荷。
      车身变形最严重的工况是在汽车低速通过不平路面扭转时产生的,这种扭转工况下的动载荷变化得很缓慢,惯性载荷也很小,对其分析可采用静态扭转。在扭转工况计算过程中,对前端两个悬置点分别施加六个自由度的约束,后端两个悬置点施加等大反的竖直方向集中力,最大负荷为满载驾驶室的质量,由乘员满载质量、驾驶室质量、座椅卧铺以及附件重量组成,约为7262 N 扭转工况的应力云图和变形云图如图所示。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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