基于疲劳寿命的商用车驾驶室焊点分布优化研究

【摘要】车身要承受循环交变的载荷，易受到疲劳问题的影响，在焊点的焊核处由于存有残余应力等现象，疲劳强度更是低于钣金件结构。因此，在设计初期，如果可以考虑到疲劳问题对焊点布局优化，即可提高车身结构的综合性能，且具有经济效益。本文以某商用车驾驶室为研究对象，分析了驾驶室的刚度、强度、模态等基本性能，计算了商用车驾驶室焊点的疲劳寿命，并在此基础上建立了商用车驾驶室焊点优化白车身模型，对驾驶室的焊点分布分别进行了多种方法的寻优，并验证了优化后的驾驶室模型的耐撞性。具体做了以下工作：首先，建立商用车驾驶室有限元模型，对驾驶室模型计算它的强度，刚度，模态，并计算了驾驶室受到悬置处的单位激励响应下的应力情况，为后续研究做准备工作；然后，通过实车试验获取驾驶室疲劳分析所需的载荷谱信息，结和驾驶室有限元模型和材料的疲劳寿命曲线，采用Miner疲劳损伤理论，通过MSC.Fatigue软件计算驾驶室焊点的疲劳寿命，得出不满足驾驶室耐久要求的焊点有73个；接着，根据计算获得的焊点疲劳分布，建立驾驶室焊点优化的有限元模型，并且分别以刚度和疲劳强度为目标，对驾驶室焊点以不同的体积约束，优化的驾驶室焊点的分布。通过对比不同方案的优化结果，确立了最终的驾驶室焊点优化方案，共减少焊点817个；最后，建立商用车驾驶室碰撞有限元模型，对优化前、后的驾驶室正面碰撞性能进行分析，验证了焊点优化后方案的合理性。
【作者】崔颖杰；
【导师】陈静；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】商用车驾驶室；焊点；疲劳寿命优化；拓扑优化；

【参考文献】
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