摘要
农用动力四轮运输车是供农村生产作业的运输车辆,本文利用有限元分析软件ANSYS对该车型在静态和动态工作状态下的应力分布情况、固有频率和振型、随机响应以及疲劳寿命情况都进行了系统分析、计算和讨论,指出了车架的危险部位,提出了改进方案,为产品改型设计、承载能力等提供了依据。
本文建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元计算模型,在此模型基础上首先进行了静应力分析,得到车架在各种工况下的应力分布;其次对车架作模态分析,得到车架的各阶固有频率和固有振型;接着在模态分析基础上作随机振动分析,得到车架在路面激励下的位移响应和应力响应,最后作车架的疲劳寿命分析,得到车架的累计使用系数,并根据这些计算结果对车架的静态和动态性能做了相应的分析评价。
本文对农用运输四轮车车架的有限元分析方法和过程,适用于其它类型四轮车辆车架的设计与分析。
The four-wheel tractor is a kind of vehicle designed for field task. In this paper, by using the super FEM analysis software ANSYS. Frame FEM computation model is established with shell as basic unit. Based on this model, firstly, static stress is analyzed and the stress distribution of frame under various static working condition is attained; secondly, modal analysis of frame is carried out and natural frequency and modes of this frame is received ,random response and fatigue life. In terms of the FEM computation results, the performance of the frame under static and dynamic working environment is analyzed and evaluated. The weaker parts are pointed out and the improved scheme and design are put forward .The basis is also provide for the tractor' design and improvement.
The method and process of frame FEM analysis on four-wheel tractor in this paper are applied to the design and analysis of all kinds of four-wheel vehicles.
引文
[1]刘相新,孟宪颐,ANSYS基础与应用教程,北京:科学出版社,2006,1-231
[2]龚曙光,ANSYS基础应用及范例解析,机械工业出版社,2003.1
[3]嘉木工作室,ANSYS5.7有限元实例分析教程,机械工业出版社,2002.3
[4]任重,ANSYS实用分析教程,北京大学出版,2003.2
[5]周开勤,机械零件手册,高等教育出版社(第五版),2001
[6]罗开玉,李伯全,鲁金忠等.轻型客车悬架机构模拟研究[J].机械设计与研究,2003,19(2):66-68
[7]陆波.板簧模型对车架强度计算的影响分析[J].汽车技术,2002,4:9-10
[8]朱茂桃,陈龙,李志兵.农用运输车车架支撑方式与动态特性分析[J].农业机械学报,2003,34(3):142-144
[9]柴山,李基恒,刘书田等.串联多轴油气弹簧悬架车辆车架强度分析[J].机械科学与技术,2004,23(4):408-411
[10]杨宇光,胡锫.客车车架结构强度计算分析[J].长春光学精密机械学院学报,1998,21(2):58-62
[11]张朝晖,ANSYS8.0热分析教程与实例解析,中国铁道出版社,2005.5
[12]陈家瑞,汽车构造(第二版),机械工业出版社,2005.1,161-168
[13]李德信,SX360型自卸车车架有限元分析模型的建立及动静态特征分析,机械科学与技术,2002.5
[14]朱位秋,随机振动,科学出版社,1998.3
[15]邓楚男,何天明,半挂车有限元强度分析,武汉汽车工业大学学报,1997.4
[16]丁耀武,弹线性结构静动态有限元法,沈阳:东北工学院出版社,1990.5
[17]赵武云,吴建民,兰驼11KW农用动力三轮车车架静强度有限元计算,机械研究与应用,2001.1
[18]张锋伟,赵武云,兰驼11KW农用动力三轮车车架的振动模态分析,机械研究与应用,2002.2
[19]高利,现代车辆结构分析,陕西科学技术出版社,1998.3
[20]周小琴,李华强,ANSYS三维热分析及应用,武汉交通科技大学学报,1999.2
[21]周孔亢,陈龙,周国新,车辆货箱对车架强度的研究,机械工程学报,1996.5
[22]梁剑,刘颖,车架静力试验与有限元静力分析[J],机械研究与应用.第18卷第六期,2005.12
[23]黄华,茹丽妙.重型运输车车架动力学分析[J].车辆与动力技术,2001(2):40-44.
[24]张铁山,胡建立,唐云.轻型汽车车架动态有限元分析[J].南京理工大学学报,2001,25(6):588-591.
[25]陈铭年,庄继德.汽车车架计算方法和结构优化变量综述[J].汽车工程,1996,18(5):285-300.
[26]李德信,吕江涛,应锦春.SX360自卸车车架异常断裂源原因分析[J].汽车工程.2002,24(4):348-352.
[27]尹辉俊,韦志林,沈光烈.货车车架的有限元分析[J].机械设计,2005,22(11):26-28.
[28]李俊,于学兵,张昆.汽车车架的优化设计方法[J].机械设计与研究,2005,34(2):39-41.
[29]苏庆,孙凌玉,刘福保.运用CAE技术进行某微型客车车架结构的分析与优化设计.[J].农业装备与车辆工程,2005,173(4):26-32.
[30]陈龙,周孔亢,周国新.农用运输车车架载荷研究[J].农业工程学报,2001,31(1):34-37.
[31]何成宏.隔振与缓冲[M].北京航空工业出版社,1996.
[32]黎西亚,李成刚,胡子进.车架有限元分析技术发展综述[J].专用汽车,200l(1):13-15.
[33]柴仓修,马力,王元良,等.农用运输车架有限元强度分析[J].拖拉机与农用运输车,2002,(1):14-18.
[34]李志兵,朱茂桃,何志刚.CAE技术在皮卡车车架危险截面的研究与改进中的应用[J].机械研究与应用,2002,(15):1-5.
[35]李杰.车辆行走机构与沙地相互作用及仿驼蹄轮胎力学模型的研究[D].长春吉林工业大学,1997
[36]Fention J.Trunk Chassis design[J].Automotive Engineer,1978,3(4):26-31.
[37]Carver G C.Application of Variable Depth Sideral to Heavy Trunck Frames[J].SAE-Paper,690174.
[38]Menitt L F.Trunk Frames Side Rail BucklingStrsses[J].SAE-Paper,690176.
[39]徐德炳.ADXL50和ADXL05型加速度计的原理及应用.电子技术应用,1997,23(5):60-64
[40]余志生.汽车理论.北京:机械工业出版式社,1996.
[41]周浩敏.信号处理技术.北京:北京航空航天出版社,2001.
[42]BlutherR,SeidelH,HinzB.Myoelectricresponseofbackmusclestoverticalrandomwhole-bodyvibratio nwith differentmagnitudesatdifferentpostures.JoumalofSoundandVibration,2002,253(1):37-56