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车架作为客车的重要组成部分,不仅要承受静态载荷(结构自重与施加载荷),还要承受动态载荷(汽车在不平路面上行驶时由振动和冲击产生的载荷),其强度、刚度以及疲劳寿命都直接关系到整车的安全性、舒适性及使用年限。据相关资料统计,有80%~95%的结构失效都是源于疲劳失效,而引起疲劳失效的循环载荷的峰值往往远小于在静态断裂分析估算出来的“安全”载荷,因此,开展对车架的疲劳研究有着重要的意义。 利用有限元软件HYPERMESH建立车架有限元模型,在弯曲、扭转两种典型工况下对车架进行静力分析,验证车架的强度,刚度是否满足使用要求。对车架进行模态分析,获取车架前10阶固有模态频率及模态振型,分析车架是否会发生共振。结合模态分析结果对车架进行模态频率响应分析,获取车架结构的频率响应特性。 运用多体动力学软件ADAMS/CAR建立整车动力学模型,通过仿真计算得到车架与悬架连接处的随机载荷谱,并将仿真结果与试验结果对比,验证多体动力学仿真模型的可靠性。 利用专业疲劳分析软件MSC.FATIGUE,设定材料S-N曲线,通过傅里叶变换将时域内的载荷用频域表达,再结合车架结构的频率响应特性,选用疲劳损伤模型,最终预测出车架危险部位的疲劳寿命,为提高该车架的安全性提供了依据。