基于有限单元法铰接式车身结构轻量化分析

简介

针对某50t铰接式洒水车为研究对象,根据整车受力情况和铰接点受力特征,基于有限单元法建立罐体的动力学模型;以罐体轻量化设计为目标,各零件材料厚度作为设计变量,最大应力和变形量最为限定条件,开展优化设计,获取轻量化罐体结构;基于LS-DYNA对罐体进行瞬态动力学分析,分析制动行驶、水平转弯、右后轮过坑等三种典型工况下的运动状态,获取最大应力分布;基于优化后的实际车辆,采用应变片式应力测试系统,对有限元分析获取的应力较大部位进行实车测试,获取应力分布情况,并与仿真结果进行对比分析。结果可知满足应力和变形要求的前提下,罐体的重量减轻了17.61%;三种工况下,仿真分析获取的应力最大部位为隔板和底板相连接处,应力最大值为235.7MPa;实车测试的应力最大值发生部位与仿真分析结果一致,之间的误差在6%以内;实测值均小于优化前数值,表明优化方案是可行的,降低了极值点的应力值,表明仿真分析是可靠的。