飛行汽車空間管陣式車身車架一體化設計與分析研究.pdf

1、汽車與自轉旋翼機相結合的飛行汽車，需要兼顧陸地長途行駛與空中短距飛行的需求，車身車架的結構強度與輕量化是一對突出的矛盾。本文針對上述問題，基于結構設計與有限元靜動態(tài)結構分析理論，在研究國外習行汽車的基礎上，在國內首次開展了用于飛行汽車的空間管陣式車身車架一體化設計，并進行了相關的參數化有限無建模、結構剛強度靜太分析、結構自由模態(tài)分析及外界激勵對車身車架振動水平的影響研究。
　　在空間管陣式車身車架一體化設計中，綜合汽車行駛穩(wěn)定性和

2、自轉旋翼機飛行穩(wěn)定性的要求，依據飛行汽車總體設計，并參照航空器設計原則，完成了車身車架外形的形狀約束；借鑒國外飛行汽車資料，確定了空間管陣式的一體化車身車架形式；根據航空器及汽車選材原則，確定30CrMo合金鋼作為車身車架的材料；在分析車身車架總重量約束和各部位受載的基礎上，參考FSAE賽車車架設計相關標準，確定使用三種規(guī)格的鋼管；通過研究車身車架外形尺寸約束，確定了空間管陣式車身車架的總體尺寸參數，使用Solidworks軟件建立了實

3、體模型。
　　用APDL語言編寫了包含關鍵點坐標、框架連線、單元類型、材料參數的前處理命令流，建立起參數化的空間管陣式車身車架幾何模型，并結合GUI界面操作方式建立了其有限元網格模型，同時分析并處理了其基本載荷。選取彎曲工況、彎扭組合工況、躍升起飛工況、小速度巡航工況、剛開著陸工況共5種工況分析研究空間管陣式車身車架的靜太性能，依據汽車設計相關載荷標準，研究動荷系數，根據一般類旋翼航空器適航標準研究過載系數，計算上述5種工況車架所

4、受載荷并分析確定各工況位移邊界條件，得到呼工況的等效應力去圖和位移圖。綜合各工況的應力分析結果，表明車身車架強度符合設計要求。分析車身車架各工況位移圖，確定發(fā)生大位移的區(qū)域及其位移量，作為評價車身車架剛度的依據。
　　使用是樣抽建立的空間管陣式車身車架有限元模型，利用有限元Block Lanczos法提取了車架自由狀態(tài)下的前16階模態(tài)，得到車身車架各模態(tài)的固有頻率及振型，分析了車身車架振型的特點。把外界激振源劃分為道路激勵、發(fā)動機