基于实测典型路面谱的车身关键截面几何域载荷分布研究

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随着其汽车产销量与保有量的不断增加,对于汽车的疲劳耐久性的问题也越来越受到用户与厂家的关注,汽车的疲劳耐久性能的好坏直接关系到该车型的市场竞争力。汽车疲劳耐久性的保证通常采用基于计算机辅助分析的疲劳及强度分析与实车在耐久试验场的加速道路疲劳耐久性试验相结合的方式。实车试验虽然结果真实准确,只能在汽车开发后期有了样车后才能进行。计算机辅助分析可以有效对试验场试验的缺点进行有效的补充,但该技术需要分析模型于真实试验能够很好的对应,否则仿真分析很难达到实际的效果。本文结合样车在试验场典型路面实测载荷的路面谱,对在典型路面下车身关键截面在几何域的载荷分布进行系统的研究,并基于某微型商务车进行了系统的分析。首先根据该商务车道路加速耐久试验要求的路面进行基于轮心六分力的路面谱测试;其次根据等寿命等效的方式建立与典型路面损伤一致的准静态强度分析工况;然后根据多体动力学的硬点载荷分解方式获取车身与底盘连接位置的硬点载荷;最后提出几何域的概念并对车身的关键截面建立几何域的坐标,利用提载的硬点载荷进行车身关键截面在几何域上的载荷分布研究。此外,在本文中,通过多体动力学模型Kinematic&Compliance试验对标,验证了基于多体动力学的硬点载荷分解的准确性;同时根据对车身关键截面几何域载荷分布的研究发现,在截面几何域上的载荷分布是不均匀的,几何域载荷的分布受整车力的传递路径与截面形状的影响,也证明基于简化模型进行汽车车身关键接头进行疲劳或强度的分析是不妥当的;同时本文的研究也使工程师对接头截面载荷分布的认识从定性了解转变为定量的认识,对更好的进行汽车车身设计具有重要的意义。
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