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【没有图纸】车辆乘坐室结构动态响应分析,没有,图纸,车辆,乘坐,结构,动态,响应,分析
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毕 业 论 文 开 题 报 告 1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 研究的意义和工程应用背景 随着生产和科学技术的高速发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展，产品的结构日趋复杂，对其工作性能的要求也愈来愈高。为了使这些产品和设备安全可靠的工作，其结构系统必须具有非常良好的静、动态特性 1。 现代机械结构动态设计就是在这个背景下应运而生的一种科学设计方法，也是近年来振 动工程界开展的最广泛的研究领域之一。 当前，为了提高我国机械产品在国际市场中的竞争能力，如何保证产品的高性能、高质量和低成本，是机械产品设计面临的新问题。为此，要求在设计阶段能预估机械结构的静、动特性。因此，机械动态设计方法已成为设计人员必须掌握的设计手段。研究机械动态设计分析技术具有很重要的意义 1。 轮式机动车辆以下简称“ 车辆” , 包括汽车、拖拉机、装载机、铲运机等的应用日益广泛 , 对其行驶过程中动态响应的研究也愈加深人 2。 由于车辆行驶在不平的路面上 , 以及由于车辆本身的转动部件车轮、发动机、变速箱、主传动轴等激振的影响 , 其系统内各处都会引起振动如果某些部位由于振动产生的位移或速度、加速度超过一定值 , 就会使驾驶员感到不舒适 , 或者造成货物损坏、某些零部件失效等向题 , 驾驶员驾驭车辆的能力和车辆的运输效率也会降低。在所有激振振源中 , 道路不平度对车辆动态响应的影响最大 , 它是车辆设计和研究中一个必须考虑的重要因素。除外部激振外 , 车辆的动态响应还取决于其自身的动态特性 , 而这又与车辆的几何尺寸、结构性能参数相关 2。 为确保车辆最良好的驾驶性能 , 使之既舒适又安全 , 同时为进一步提高车辆的设计水平 , 不少专家学者对车辆 的动态特性和由道路不平度引起的动态响应进行了许多研究 , 并已取得成果。 建立了系统的动态有限元模型 , 应用随机振动理论、有限元技术和功率谱密度方法 ,对车辆在行驶过程中由于路面不平引起的动态响应进行了研究 , 并将计算结果同用其它力学模型和不同计算方法所得到的结果进行了分析比较 , 目的在于为轮式机动车辆动态响应的模拟计算提供一种实用方法 2。 工程技术中最普遍的振动问题是响应分析，这是因为动态响应直接关系到工程结构 的强度、刚度、运动形态和振动能量水平。实际上响应分析也是振动理论的基础和主要内容。目前，已 发展了多种分析或求解振动系统时间历程响应的方法，然而这些方法都有一定的适用范围和局限性，没有一种方法是普遍适用的。目前，关于动态响应分析法的总结或评述性文献几乎没有，因此人们在解决具体问题时，往往不知道使用哪种方法会更加有效。经专家学者的研究评述，指明了其特点和使用范围。普遍的六种方法是：振型叠加法 5状态空间法、复模态法、直接积分法、一阶常微分方程组初值问题的数值解法和时域有限元法 3。 国内外研究发展状况 结构的动态设计问题研究从 工作 7开始展开，既有 对简单的、小型结构的谐波激振问题的研究，又有对复杂的、大型结构的动态载荷的优化问题的研究8。一般地，按照所研究问题的性质可以分为两大类 :一类是对结构特征值进行约束优化，主要针对频率和振型两个方面。另一类是对结构响应进行约束优化，主要针对位移、速度、加速度、应变响应等方面 9。响应优化设计问题在响应的分析 (包括重分析 )和优化求解方面有着巨大的计算量，缺乏高效率的计算方法和优化算法。尽管对结构进行特征值优化设计，从理论上可使结构振动避开某些频率和位置，不出现共振的灾难，但是其振动响应仍可能超过允许的响应极 限 ;同时，实际工程结构的固有振动模态可能非常复杂，设计时要想避开其共振区不太现实，因此，对这类问题的研究往往更具有实用价值。 本文研究的主要内容 本文中是以某型小轿车乘坐室模型为研究对象，将其简化为实体结构， 研究 其动态特性。 研究的主要内容和方法主要包括以下几个方面： （ 1） 将乘坐室模型离散为有限数量的具有质量和弹性特性 的单元，建立乘坐室 的有限元模型。 （ 2）对结构的振动响应进行有效的分析。 有两个因素控制着结构振动的振幅和频率，一个是对结构施加的激励特性；另一个是结构的固有特性。改变激振特性或改 变结构的动力特性都将改变被激起的振动响应。如果结构的任何一个固有频率被激励，那么都会发生共振现象，从而形成共振、较高的动态响应和噪声。所以分析结构振动的响应首先要分析系统的固有频率和振型。 （ 3） 在结构模态分析的基础上，计算在与动力舱连接部位施加激励时的结构响应。 （ 4）分析乘坐室的结构响应特性，为进一步进行舱体结构的声振优化设计打下基础。 实际振动问题往往错综复杂，它可能同时包含识别、分析、综合等几方面的问题。解决振动问题的方法不外乎通过理论分析和实验研究，二者是相辅相成的。近十年来，随着有限元 (9、边界元 (13等数值方法的不断发展，加上数字计算机的计算能力的不断加强，为解决复杂振动问题提供了强有力的手段。采用一些通用的强大的分析软件解决实际问题成为了广大工程技术人员的首选。从 60 年代中期以来，振动测试和信号分析技术有了重大突破和进展，这又为振动问题的实验、分析和研究开拓了广阔的前景 16 有两个因素控制着结构振动的振幅和频率，一个是对结构施加的激励特性；另一个是结构的响应特性。改变激振特性或改变结构的动力特性都将改变被激起的振动响应。如果结构的任何一个固有 频率被激励，那么都会发生共振现象，从而形成大振、高动应力和高等级噪声。所以分析结构振动的目的也是为了预计结构的固有频率和结构对预期激励的响应。 参考文献 1 杜留法 硕士学位论文，西北工业大学， 2 凌胜 北京科技大学报， 1994 年 9 月第 3 期。 3 郭兴旺，邹家祥 期刊【振动与冲击】第 15 卷第 2 期，北京航空航天大学，北京科技大学， 1996 年。 4 刘鹏 硕士学位论文，西北工业大学 第 25 卷第 3 期。 5 徐攸在，刘兴满主编 中国建筑工业出版社， 1989. 6 周先雁，朱之基 湖南大学报，1988； 7 L， P. in A .， 1970， 8(10):1798- 1 804 8 1 993， 31(12):22969 高德平 . 机械工程中的有限元法基础 . 西北工业大学出版社， 10 何怀波 . 工程设计分析的有限元法进展 . 重庆工学院学报， 2000， 14(4)： 10311 高卫民，王宏雁 . 汽车结构分析有限元法 . 汽车研究与开发 ， 2000， 6： 3012 成思源 . 有限元法的方法论 . 重庆大学学报 (社会科学版 )， 2001， 7(4)： 6113 杨德全，赵忠生 . 边界元理论及应用 . 北京理工大学出版社， 14 朱加铭，欧贵宝，何蕴增 . 有限元与边界元法 . 哈尔滨工程大学出版社， 15 曹咏弘，程昌钧 . 粘弹性薄板动力响应的边界元方法 . 华北工学院学报， 1999，20(2): 9516 黄永强，陈树勋 . 机械振动理论 . 机械工业出版社， 17 李 润方，韩西，林腾蛟，钟厉 . 齿轮系统耦合振动的理论分析与实验研究 . 机械工程学 报， 2000， 36(6)： 7918 郭兴旺，邹家祥 . 对机械振动系统的六种动态响应分析方法的评述 . 振动与冲击，1996， 毕 业 论 文 开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 究手段 有限元动态分析基本原理 有限元方法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，最初是在 50 年代作为处理固体力学问题的方法出现的。它根据变 分原理，把连续介质离散成一组单元，使无限自由度问题转化为有限自由度问题，再用计算机求解。有限元方法具有以下优点： (1)分析形状十分复杂的、非均匀的各种实际工程结构； (2)在计算中可以模拟各种复杂的材料本构关系、载荷和条件； (3)进行结构的动力分析； (4)由于前处理和后处理技术的发展，可以进行大量方案的比较分析，并迅速用图形表示计算结果，从而有利于对工程方案进行优化。因此它一出现就受到人们的普遍重视，很快从固体力学扩展到流体力学、热传导学、电磁学等各个领域，发展成为一个十分重要的计算方法，在工程设计和研究中得 到了广泛的应用。 应用有限元方法求解复杂结构的基本思想是，把连续的求解区域离散化，用有限个单元的组合体代替原来的连续介质，并在每个单元上指定有限个结点，这样一组单元只在有限个结点上相互连接，因而包含有限个自由度。同时给定一个形函数，建立各单元结点之间的力和位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程组，从而求解结点的位移分量。一经解出，就可以利用插值函数确立单元集合体上的场函数。如果单元满足问题的收敛性要求，那么随着缩小单元的尺寸，增加求解区域内单元的数目，解得近似程度将不断改进，近似解最 终将收敛于精确解。 有限元方法不仅可以对复杂结构进行静力分析，还可以对结构进行动态分析。结构动态分析包括两个方面的内容：一、求解结构固有频率和固有振型；二、计算结构在给定载荷、地面加速度等外载荷作用下的动态响应。 究方案 件 处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分 析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果 以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了 100种以上的单元类型，用来模拟工程中的
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