考慮動態(tài)峰值力的客車車身骨架輕量化研究.pdf

1、減輕客車整備質量對增加續(xù)駛里程、改善動力性、降低制造成本具有非常重要的意義。車身骨架作為客車的關鍵承載部件，對其進行輕量化設計意義十分重大。目前利用有限元方法對客車車身骨架結構輕量化設計時，一般采用施加靜態(tài)荷載的方法，此方法需要考慮一個動載系數(shù)。但動載系數(shù)的取值需要復雜的實驗研究，周期較長。
　　針對某款自主知識產(chǎn)權的客車車身骨架，提出考慮動態(tài)峰值力的車身骨架輕量化設計研究方法。首先，利用SolidWorks建立客車車身骨架的三維

2、幾何模型，借助ANSYS劃分模型網(wǎng)格并進行典型多工況下的靜力學強度分析，該車身骨架扭轉工況為最危險工況。然后在ADAMS/Car環(huán)境下建立客車整車模型與C級道路模型，提取各荷載的動態(tài)峰值力，建立考慮動態(tài)峰值力的車身骨架有限元模型。最后，利用Isight軟件平臺集成SolidWorks與ANSYS軟件分別進行模型幾何參數(shù)化和有限元分析計算，構建考慮動態(tài)峰值力的車身骨架輕量化模型。在保證強度和剛度性能的前提下，以減輕底盤車架總質量為目標，以

3、底盤車架橫縱梁厚度為設計變量，對其進行輕量化設計研究。
　　優(yōu)化結果表明，客車底盤車架質量減輕8.84％，輕量化效果顯著。并對輕量化后的車身骨架進行靜力學強度校核。扭轉工況下客車車身骨架的最大應力為283MPa，安全系數(shù)為1.22，符合設計要求。滿載工況下客車車身骨架的最大應力為115MPa，安全系數(shù)為3.00，符合設計要求。進一步對車身骨架進行動力學模態(tài)分析，車身骨架前10階模態(tài)的固有頻率均在6～15 Hz范圍內，路面不平度的激