XQ6125型城市客車有限元分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、XQ6125是該公司開發(fā)的大容量城市客車，在該車的使用過程中，車身骨架出現(xiàn)了一些樣車試制、試驗(yàn)時(shí)未發(fā)生的強(qiáng)度方面的問題。為了詳細(xì)掌握該車的強(qiáng)度、剛度情況，徹底解決這些問題，對(duì)該車進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)；為了積累具有理論基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)也為了掌握客車有限元分析的方法，本人進(jìn)行了本課題的研究。 本文介紹了CAE的應(yīng)用狀況與發(fā)展趨勢(shì)，闡述了有限元法的理論基礎(chǔ)以及有限元分析軟件ANSYS，利用ANSYS軟件對(duì)XQ6125型城市客車的整體結(jié)

2、構(gòu)進(jìn)行了典型工況的靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)有限元仿真分析與疲勞強(qiáng)度分析，并且對(duì)車身骨架進(jìn)行了實(shí)際多工況下的靜態(tài)電測(cè)試驗(yàn)。從理論分析和實(shí)際測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面全面評(píng)價(jià)了XQ6125型城市客車的剛度與強(qiáng)度。通過理論分析數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了用該車的有限元模型對(duì)實(shí)際車輛分析的準(zhǔn)確性。 論文詳細(xì)敘述了由車身骨架與底架組成的整體結(jié)構(gòu)有限元模型的建立過程。對(duì)滿載彎曲工況、左前輪懸空和右后輪懸空的扭轉(zhuǎn)工況以及緊急制動(dòng)工況進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析；對(duì)整體結(jié)

3、構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析、隨機(jī)振動(dòng)分析與疲勞分析。最后利用電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù)，對(duì)車身骨架靜態(tài)彎曲、靜態(tài)扭轉(zhuǎn)工況進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試研究。 理論分析以及實(shí)際的電阻應(yīng)變片測(cè)試獲得的數(shù)據(jù)顯示：XQ6125型城市客車整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度上基本能滿足要求。總體上底架的強(qiáng)度與剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于車身骨架。在滿載靜扭時(shí)，車身上局部地板骨架區(qū)域與左后輪處的三根腰梁下立柱以及司機(jī)窗后側(cè)窗的立柱應(yīng)力較大，有一定的風(fēng)險(xiǎn)。 整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析結(jié)果顯示：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以自然怠

4、速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)頻率與模型的固有頻率比較接近，容易引起共振。此外，由模態(tài)分析可以得出結(jié)論：底架對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的激勵(lì)頻率并不敏感，處理該車振動(dòng)與噪聲問題應(yīng)該從車身著手。結(jié)構(gòu)的隨機(jī)振動(dòng)分析表明：當(dāng)系統(tǒng)受到9.0283Hz的外界激勵(lì)時(shí)，結(jié)構(gòu)將發(fā)生較強(qiáng)的振動(dòng)；當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)共振時(shí)，頂蓋風(fēng)險(xiǎn)最大。 整體結(jié)構(gòu)的疲勞分析證明，底架具有較高的疲勞強(qiáng)度，不會(huì)發(fā)生疲勞破壞；車身骨架中的前后圍、左右側(cè)圍與頂蓋的疲勞強(qiáng)度也能滿足要求，但后部地板