燃油箱作为汽车的安全件和功能件,不仅影响汽车安全性而且对发动机的正常工作起着至关重要的作用。国标对燃油箱的性能和测试方法都有明确的规定。在实际使用时发现,含有50%燃油的燃油箱由于受到振动和燃油的冲击,箱体内的防波板很容易脱落,造成箱体撕裂和燃油泄漏等故障。车辆在不同的环境中行驶,燃油箱还有可能承受高温高压等载荷。目前燃油箱的设计还主要是依靠设计人员的经验,对燃油箱的性能无法进行预估,这样设计出来的燃油箱在实际使用中无法保证其性能和寿命。为此,本文利用有限元方法,根据国标规定并考虑燃油箱实际使用条件开展如下研究:(1)对本课题的背景和研究意义进行了分析,对燃油箱的发展和相关的研究现状进行论述,从结构非线性、流固耦合模态和振动三个方面进行分析和论述。(2)燃油箱耐压非线性分析。利用载荷步模拟燃油箱的加载和卸载过程,对燃油箱进行耐压仿真分析,并且考虑燃油箱的非线性变形,得到了燃油箱的最大变形和最大应力以及产生最大变形和最大应力位置,并提取最后一步载荷(载荷为0)计算结果,得到了燃油箱规定压力下的塑性变形量。(3)流固耦合的理论推导。通过伽辽金和哈密变分原理对流体和固体方程进行离散,利用位移-压力传递方式建立了流固耦合方程。(4)对不同充液比的燃油箱模型的模态进行计算,得到了模态频率随燃油量的变化规律。在模态分析的基础上,根据国标规定的振动激励,对含有50%燃油的油箱模型进行振动仿真分析,得出了燃油箱在空间三个方向的振动响应。针对燃油箱焊点容易破坏的问题,通过提取焊点处的振动响应曲线,发现在纵向方向上焊点的承受的冲击力最大,且在低频振动时最容易发生破坏。(5)试验验证,将国标规定的振动激励谱输入振动台。通过实验数据和仿真数据对比发现,仿真结果与试验结果比较接近,验证了仿真分析的准确性。本文通过对燃油箱结构塑性变形以及振动进行理论分析和有限元仿真,并且通过试验验证了仿真结果的可靠性,在燃油箱设计初期能够为燃油箱设计和性能评估提供参考。