基于ANSYS和ADAMS的观光车车架联合仿真

为了更精确分析观光车车架的动态受力,用UG建立车架的三维模型,导入HYPERMESH抽取中面并生成车架的有限元模型.用ANSYS对车架进行了模态分析并导出柔性体中性文件(MNF文件).考虑到路面、轮胎和悬架对车架受力的影响,在ADAMS中建立观光车整车的刚柔耦合模型,在D级路面上对整车进行运动学仿真,确定车架柔性体受力最大的一些热点,并导出车架与悬架连接处各点的载荷谱.利用ADAMS与ANSYS的接口把载荷谱导入ANSYS对车架进行瞬态响应分析,得出顶棚后支柱与车架连接处为应力集中处,说明此处设置加强筋是必要的.用FE-SAFE软件导入载荷谱对车架进行疲劳寿命分析,得出车架顶棚后支柱与车架连接处最易发生疲劳损伤,再次证明此处设置加强筋是合理的.     

考虑疲劳寿命的某中型商用车车架轻量化设计

为提升某国产商用车车架可靠性、经济性设计水平,对其进行抗疲劳轻量化仿真研究。首先基于多体动力学软件ADAMS/Car建立整车刚柔耦合装配,模拟整车满载时在B级路面以50km/h速度行驶的工况,提取车架与悬架连接处的载荷-时间历程,结合惯性释放法得到的单位载荷下的应力响应,基于车架材料的S-N曲线对疲劳寿命进行预测;分析结果表明:车架疲劳寿命为62.99×10^4km,符合国家《机动车强制报废标准规定》关于中型商用车安全行驶里程为60×10^4 km的要求。其次结合Morris全局灵敏度分析进行商用车车架疲劳寿命显著因子的筛选。最后基于最优拉丁超立方法进行实验设计,Kriging近似模型进行拟合,ASA自适应模拟退火算法进行优化,使商用车车架在满足《机动车强制报废标准规定》疲劳寿命的基础上减轻其质量,达到轻量化的目标。     

混凝土搅拌车副车架多轴疲劳分析

以CAE技术为基础,对某厂13方混凝土搅拌运输车的副车架结构进行多轴疲劳分析。为了能够准确预测车架结构的疲劳寿命,采用有限元分析和多体动力学相结合的方法。在有限元软件ANSYS中建立了车架的有限元模型并进行强度分析;通过多体动力学模型仿真整车在B级路面的随机激励下的运动状态,提取钢板弹簧与车架连接位置的载荷历程;并在此基础上根据车架材料的疲劳性能数据和合适的疲劳损伤模型利用疲劳分析软件FE-Safe进行了车架的多轴疲劳分析,得到了车架的疲劳寿命分布情况以及容易发生疲劳失效的位置。分析结果与路试结果对比表明,该方法可在设计阶段有效预估汽车关键零部件在非比例载荷作用下的疲劳寿命。     

基于随机振动的某客车车架疲劳寿命研究

建立车架的有限元模型,利用Hypermesh软件对车架进行频率响应分析,得到车架结构的响应特性。在ADAMS/CAR软件中建立整车动力学模型,通过仿真获取车架与悬架连接处所受到的动态外载。运用疲劳分析软件MSC.FATIGUE ,选取有效的 S- N曲线,结合车架动力响应特性和多体动力学仿真结果,采用Dirlik疲劳评估模型计算出车架危险位置的疲劳寿命,为提高该车架的安全性提供了依据。     

基于轮胎六分力的某商用车车架疲劳分析

实验以某重型商用车车架为研究对象,在汽车的3个车轴上共安装6个六分力仪,并在定远试验场多种路况下进行实车测试,获得车轮轮心处六分力。在HyperMesh中对车架进行有限元建模并应用惯性释放理论获得车架的单位载荷应力场分布。在ADAMS中建立整车刚柔耦合动力学模型,并将实车测试获得的轮心六分力导入模型中进行仿真,求得车架与悬架接附处的载荷谱。结合车架单位载荷应力场分布、车架与悬架接附处的载荷谱及车架材料的应变（ε）-疲劳寿命（N）曲线,根据线性累积损伤理论,使用nCode软件对车架进行疲劳仿真分析,分析结果表明该车架可靠寿命符合国家相关安全规定,满足设计要求。该仿真结果也被试验所验证。     

半挂牵引车车架的疲劳分析及结构优化

为准确复现某半挂牵引车车架铸造横梁试验场失效模式并提升结构可靠性,对典型工况静强度进行了分析;通过对比仿真结果与应力试验,验证了有限元模型准确性并发现了结构薄弱点,对结构进行了优化设计;建立了刚柔耦合的整车虚拟样机模型及试验场扭曲路面,提取了车架连接处载荷,结合惯性释放的方法完成了两种方案车架疲劳寿命计算,并进行了两种方案扭转疲劳台架试验。结果表明：改进方案在典型工况静强度、基于扭曲路面的虚拟疲劳寿命及基于台架试验的扭转疲劳寿命等方面均有较大提升,验证了改进方案的有效性。     

液压模块挂车动态响应分析及车架疲劳寿命预测

针对重型液压模块挂车的动态响应特性及车架疲劳强度研究的问题,考虑车架弹性动态特征与液压悬挂系统的影响,建立了挂车刚柔耦合多体系统动力学模型。进行了不同的路面等级与车速下的运行工况对挂车系统动态响应特性的影响研究。将多体动力学仿真的结果作为疲劳分析的载荷历程,基于焊接结构疲劳分析的热点应力法,进行了车架危险部位疲劳寿命预测。在D级路面、车速为5.55m/s下的运行工况,车架危险部位的最小疲劳寿命值为18.71年大于挂车使用年限,即车架满足疲劳强度要求。     

基于虚拟样机技术的轻型载货汽车车架疲劳寿命预测方法

为准确预测随机动载作用下汽车车架结构的疲劳寿命,将有限元分析与多体动力学相结合。首先建立了车体结构的多体动力学模型,并将根据中国路况得出的仿真路面谱作为输入,计算了车体11个关键部位的载荷历程。然后在车体有限元模型中计算了相应的应力影响因子。同时根据车架材料的S-N曲线和车架本身的特点拟合出了车架结构的S-N曲线。最后,利用MSC-FATIGUE软件基于准静态应力法的疲劳寿命分析技术,预测了车架结构的疲劳寿命。所预测结构寿命在合理范围内,可以作为车架后续轻量化改进的依据。     

基于刚弹耦合多体动力学仿真的沙滩车下横臂疲劳寿命预测

针对某沙滩车,结合机械系统疲劳分析和模态分析的基本理论,以NASTRAN软件为分析工具,对悬架的关键受力部件下横臂进行模态分析。将下横臂的模态中性文件(MNF)重新导入AD-AMS/CAR软件中取代刚体下横臂模型,最终建立了刚弹耦合的沙滩车整车模型。利用MATLAB软件编制的路面谱模拟B级路面模型,将上述刚弹耦合整车模型在ADAMS/CAR RIDE环境中进行平顺性仿真,提取出下横臂与车身连接处的载荷时间历程曲线。最后,根据应力疲劳分析法(S-N分析法)和上述载荷历程曲线,在FATIGUE软件中对下横壁进行了疲劳寿命分析,分析结果为下横臂的结构设计提供参考。     

基于PSD法的电动轮自卸车车架随机振动疲劳寿命预测

针对国产首台载重达300 t的电动轮自卸车车架疲劳性能是否满足设计要求而开展数值分析研究,拟通过寿命预测评估车架疲劳可靠性。首先在MSC.Nastran中对车架进行模态和频率响应分析,获得模态中性文件和输入与结构应力之间的传递函数;再次,借助ADAMS建立整车刚柔耦合多体动力学模型,进行整车C级路面动力学仿真分析,输出车架随机载荷时间历程,并通过傅里叶变换计算其功率谱密度函数(PSD);最后,根据车架材料SN曲线,利用MSC.Fatigue中的Vibration模块进行振动疲劳寿命分析,得到车架危险点的寿命值满足设计要求,从而为后续开展车架可靠性设计和结构优化提供参考依据。