某SUV白车身疲劳耐久性能研究及结构改善

作     者：王青 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨树军;宋东

授予年度：2017年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：疲劳寿命仿真 刚柔耦合模型 静强度分析 耐久道路试验 结构改善 

摘      要：汽车疲劳耐久性是指汽车在预期行驶里程内不出现导致汽车功能失效缺陷的能力。它关系到汽车的安全性、可靠性,是评价整车性能的重要指标之一,对汽车的品质及车企的信誉都有着重要影响。传统上,对于疲劳耐久问题一般采用试验方法来解决,其耗费成本高、开发周期长,且无法根据设计变动及时做出调整。目前,将疲劳耐久试验技术与计算机仿真相结合,指导汽车产品的设计、验证及优化,已成为各大车企研究的热点内容。本课题以某SUV样车在疲劳耐久试验过程出现侧围开裂问题为背景,主要开展了以下研究:(1)以该SUV的三维数模为基础,搭建了精确的白车身有限元模型。基于该模型进行自由模态分析,获取了车身结构的固有频率和振型。(2)建立了包括前、后悬架、转向、稳定杆等子系统在内的刚柔耦合整车多体动力学仿真模型。基于刚柔耦合模型,提取出典型工况下车身与车架悬置支架连接处的载荷,采用惯性释放法进行了典型工况下白车身静态强度仿真,并结合试验验证了仿真的有效性。(3)结合耐久试验场采集的六分力载荷谱与整车刚柔耦合模型,提取了车身安装点的动态载荷谱;采用基于Miner线性累积损伤法则和应变—寿命理论的疲劳分析方法对侧围焊点和钣金的疲劳寿命分别进行了仿真分析,并据此追溯实车开裂原因,为实车改进试验提供了依据。(4)结合仿真结果制定了三种结构优化方案,并重新进行疲劳耐久性能仿真分析,从中选择最佳方案应用到实车进行疲劳耐久道路试验,最终验证了改善方案的有效性以及本课题所采用的车辆疲劳耐久性能研究方法的可行性。