工程專用自卸車車架疲勞壽命分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、工程專用自卸車主要運行于礦山、工地等場所,行駛路況惡劣且常在嚴重超載的工況下使用。車架是工程專用自卸車重要的承載結構,駕駛室、液壓舉升系統(tǒng)、車廂、動力傳動系統(tǒng)和車橋等總成或部件通過剛性或柔性連接安裝在車架上。因此,車架的性能對整車的性能有直接影響。在進行車架結構設計時,若能比較準確地預測其疲勞壽命,對防止由于車架疲勞破壞而引發(fā)的事故有著非常重要的意義。
  隨著計算機學科和CAE技術的發(fā)展,CAE技術在車輛結構設計開發(fā)階段以及整車

2、后續(xù)分析中得到了廣泛的應用。為了預測前期開發(fā)的工程專用自卸車主副一體式車架結構在超載工況(載重55t、70t)下的疲勞壽命,將有限元結構分析、整車多體動力學仿真、疲勞壽命分析等CAE技術應用到車架結構的分析中。考慮到超載工況下整車試驗的安全性,本文通過CAE技術,基于模態(tài)應力恢復理論,分析了DT-002工程專用自卸車車架在超載工況下的疲勞壽命。
  首先,在HyperMesh軟件中建立了DT-002自卸車車架的有限元模型,根據(jù)車架

3、構件使用的材料賦予其材料屬性,并結合整車實際工作狀態(tài)施加邊界條件,分析了超載條件下車架在靜載彎曲、極限扭轉、舉升初(0°)和舉升最大角(45°)四種工況下的靜態(tài)特性。
  其次對DT-002車架進行了模態(tài)分析。去除車架有限元模型邊界條件,通過模態(tài)分析得到自由狀態(tài)下車架的模態(tài)信息后,模擬車架自由狀態(tài)進行模態(tài)試驗,以試驗分析所得模態(tài)信息與有限元分析得到的模態(tài)信息對比,兩者間固有頻率最大誤差為5%,且各階模態(tài)振型基本吻合,驗證了有限元模

4、型的可信性。采用部件模態(tài)綜合法(CMS)對車架有限元模型進行模態(tài)分析,并同時仿真得到車架的MNF模態(tài)中性文件和OP2模態(tài)應力文件。
  然后在ADAMS軟件中以柔性體車架為基體建立DT-002自卸車的剛柔耦合模型。為了驗證建立的整車動力學模型,進行了DT-002自卸車道路試驗,測得整車在公司試驗場路和工地道路運行時車架、車橋的振動信號,然后進行整車動力學分析,驗證了動力學模型的可信性。結合工程專用自卸車的實際運行狀態(tài),將車速控制在

5、15-20km/h,選擇D級路面進行整車虛擬道路試驗,提取超載條件下車架柔性體的模態(tài)位移時間歷程,作為車架疲勞壽命分析的疲勞載荷。
  最后,基于模態(tài)應力恢復理論,預測工程專用自卸車車架超載下的疲勞壽命。利用CMS模態(tài)分析求得的模態(tài)應力文件和整車虛擬試驗提取的模態(tài)位移歷程相結合作為車架疲勞載荷,結合車架疲勞特性曲線,預測車架疲勞壽命以及危險區(qū)域。分析結果表明,采用本文所述方法能夠有效的分析車架的疲勞壽命,有利于指導車架結構的優(yōu)化改

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