客车车身骨架疲劳强度分析-严伊莉.pdfVIP

客车车身骨架疲劳强度分析 [周俊杰，严伊莉] [郑州大学 化工与能源学院，郑州450001] [ 摘 要 ] 运用有限元方法建立了某轻型客车车身骨架的有限元模型，在确定载荷的简化和施加方法 后，进行了该车身骨架在满载弯曲工况下的有限元仿真，以此在 ANSYS Workbench 的 Fatigue （疲劳）模块对其进一步的疲劳分析，为该车车身骨架的优化设计和进一步研究 提供了理论依据。 [ 关键词 ] 车身骨架；有限元；疲劳分析 Fatigue strength analysis of bus body frame [ZHOU Jun-jie, YAN Yi-li] [School of Chemical and Energy, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001,China] [ Abstract ] Finite element modeling of the bus framework is established by using finite element methods. When the simplified load and load way exerting on the framework are ensured，the finite element simulation of bus framework is executed under fully loaded bending condition. And then further fatigue analysis with ANSYS Workbench Fatigue finishes. These results provide theoretical basis for optimization and further study of the bus framework. [ Keyword ] Bus framework；Finite element analysis；Fatigue analysis 1 前言 车身骨架是客车的主要承载结构，车身骨架的强度、刚度及疲劳性能都直接影响着 客车的使用寿命、安全性、操作稳定性等基本性能。本文运用通用有限元分析软件对某 客车车身进行了准静态疲劳强度分析，为该车车身骨架的优化设计和进一步研究提供了 理论依据。 2 车身骨架几何模型的建立 [2] 在建立几何模型时主要进行了以下简化措施 ：（1）略去车身骨架蒙皮及非承载件， 如挡风窗玻璃、车门、座椅等。（2 ）不考虑发动机组、燃油箱、空调机组等，只简化为 集中载荷添加到模型中对于位置。（3 ）对车顶及侧围部分的一些曲率较小的构件近似看 作直梁来处理。（4 ）整个客车骨架结构存在大量的纵横梁交叉连接处，对于这些接头位 置的焊接连接采用合并节点的形式进行模拟。建立好几何模型如下图1 所示。 图1 客车车身骨架几何模型 3 车身骨架有限元模型建立 3.1 单元的选取 该客车车身骨架结构大都是通过薄壁杆件以及薄板冲压件焊接组装而成，同时为了 后面ANSYS Workbench 中疲劳分析的便利，建模时选取壳单元为模型单元类型。 3.2 网格划分 通过计算网格尺寸为15，20，30，40 时的车身骨架模型，分别得到不同网格数下 最大应力、最大位移比较，最后确定的网格尺寸为30mm。该模型大部分结构采用四边 形单元划分；对于几何形状较复杂的区域采用了三角形单元离散，以充分利用三角形单 元的适应性强的优点。划分好的模型节点为51882 个；单元为53996 个。 3.3 载荷的处理及边界条件 （1）载荷处理 模型客车车身骨