VDS-A01客車全承載式車身疲勞壽命研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的縱梁式車架，全承載式車身以優(yōu)良的性能在客車的應(yīng)用上獲得較多關(guān)注。作為零部件的裝配基礎(chǔ)，以及所要承受的車內(nèi)外復(fù)雜載荷；它的疲勞和強(qiáng)度性能對客車安全性、可靠性等至關(guān)重要。本文針對所在實(shí)習(xí)單位自主開發(fā)的VDS-A01客車全承載式車身，基于有限元法、多體動(dòng)力學(xué)理論和準(zhǔn)靜態(tài)疲勞分析方法，運(yùn)用Hyperworks、ADAMS/CAR和nCode designlife軟件聯(lián)合仿真分析，在保證合理的車身強(qiáng)度和模態(tài)響應(yīng)的研究基礎(chǔ)上，預(yù)測車身在

2、隨機(jī)路面下的疲勞壽命。主要研究內(nèi)容如下：
　　1）車身有限元建模與模態(tài)分析。采用Hypermesh13.0建立車身有限元模型；基于模態(tài)綜合法計(jì)算其自由模態(tài)，獲得車身模態(tài)前十六階的固有頻率和振型，為避免結(jié)構(gòu)共振提供數(shù)據(jù)支持和參考，并為下一步建立柔性車身奠定基礎(chǔ)。
　　2）剛?cè)狁詈险嚹Ｐ徒⑴c載荷獲取。在AMAMS/CAR中，利用模態(tài)分析導(dǎo)出的中性文件建立柔性體車身，同時(shí)構(gòu)建其他剛性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型并裝配成剛?cè)狁詈系恼嚹Ｐ汀?/p>

3、通過靜態(tài)仿真試驗(yàn)獲取車身和底盤連接點(diǎn)靜態(tài)載荷，為車身靜強(qiáng)度分析提供力邊界；建立B級隨機(jī)路面獲得連接點(diǎn)動(dòng)態(tài)載荷時(shí)間歷程，為疲勞分析提供載荷譜。
　　3）車身靜強(qiáng)度分析。基于慣性釋放原理，通過對該客車車身在彎曲、制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎、扭轉(zhuǎn)四種工況下數(shù)值計(jì)算，研究其靜強(qiáng)度特性，以校核車身強(qiáng)度。
　　4）車身應(yīng)力疲勞壽命預(yù)測與分析。參照nCode designlife疲勞分析流程，以載荷譜時(shí)間歷程，和彎曲工況應(yīng)力場結(jié)果及車身材料的疲勞特性作為

4、數(shù)據(jù)輸入，采用準(zhǔn)靜態(tài)疲勞分析方法預(yù)測車身應(yīng)力疲勞壽命。
　　研究表明：在模態(tài)分析中，局部模態(tài)振型占大多數(shù)，有利于抑制車身整體振動(dòng)；通過在后圍下部添加橫管有效改善了發(fā)動(dòng)機(jī)支架的剛度不足；該車身固有頻率有利的避開了路面和發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)共振頻率，總體而言符合設(shè)計(jì)要求。在靜強(qiáng)度分析中，四個(gè)工況下最大應(yīng)力均小于車身材料屈服強(qiáng)度，符合強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)范。在疲勞分析中后懸下推桿與車身連接點(diǎn)附近，前懸上下擺臂支架前端，后側(cè)門上靠近頂蓋后角部分，后懸前空氣彈