电源车车厢结构分析及优化

【摘要】本文针对为某企业研发的厢式电源车,运用ANSYSWorkbench有限元软件对车厢骨架结构进行了一定程度的简化建模,之后进行静力学和动力学特性分析,检验车厢骨架的结构性能,并且在此基础上对车厢骨架结构做进一步的轻量化优化设计。在对车厢骨架进行静力学特性分析时,结合电源车日常使用的情况,模拟了四种典型工况：满载弯曲工况(匀速直线运动)、满载扭转工况(通过扭曲路面)、紧急制动工况和紧急转弯工况。通过对四种工况下车厢骨架的应力分析及变形分析,可以了解车厢骨架的强度和刚度状况,及时发现薄弱环节,进行针对性的加强。同时也可以发现强度和刚度有富余的部分,进行轻量化的优化设计。车厢骨架受到来自外部的激励,为了避免发生共振及产生噪声,要尽量让车厢骨架的固有频率避开外界的激励频率。通过对车厢骨架结构的模态分析,得到前六阶的固有频率及振型。在模态分析的基础上,对车厢骨架进行了谐响应分析,以此来检验车厢骨架在正弦载荷作用下的响应。由于电源车行驶路况较复杂,在不平整的路面上会产生随机振动,车厢骨架如长期受到这种随机载荷的影响,会发生疲劳损坏。因此选择了混凝土路面和碎石路面两种工况对车厢骨架进行了随机振动分析,计算得出随机振动产生的应力及形变。对比后发现电源车在碎石路面行驶时受到随机振动的影响较大。为了实现车厢结构的优化设计,本文选择了修改局部方钢管尺寸参数的方案。通过对改进后的车厢骨架进行静力学分析,模态分析,随机振动分析及车辆试验得出车厢骨架仍满足使用要求的结论。本文通过使用有限元分析方法对车厢结构进行了静力学及动力学特性的研究,为车厢骨架的设计与优化提供了基础理论,同时也为同类型厢式车的设计提供了参考。
【作者】刘洋；
【导师】杨俊智；
【作者基本信息】兰州理工大学，车辆工程，2013，硕士
【关键词】电源车；有限元；车厢；轻量化；

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