純電動客車側(cè)翻的結(jié)構(gòu)安全性研究與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、客車作為公共交通及團體運輸?shù)囊环N重要交通運輸工具，對緩解城市交通壓力起著至關(guān)重要的作用。然而也正是因客車載客量較大這一特點，一旦出現(xiàn)安全事故，極易造成重特大事故。在對客車典型事故類型研究中發(fā)現(xiàn)，翻滾事故尤其是側(cè)翻事故在道路交通事故死亡人數(shù)中占據(jù)較大比例?？蛙噦?cè)翻事故中人員傷亡大多是因車頂塌陷、車體局部結(jié)構(gòu)凹陷造成車身骨架侵入生存空間。如何提高車身剛度尤其是上部結(jié)構(gòu)剛度成為提升側(cè)翻性能的重中之重。
　　本文以某款7m純電動考斯特客車

2、為研究對象，在HyperMesh中建立包含動力電池系統(tǒng)的側(cè)翻碰撞有限元模型，然后通過LS-DYNA進行仿真分析。以整車側(cè)翻安全性及車身骨架、動力電池系統(tǒng)在側(cè)翻過程中的變形為基礎(chǔ)，以ECE R66法規(guī)為目標對整車進行結(jié)構(gòu)安全性研究與優(yōu)化設(shè)計。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，建立整車骨架有限元模型并在四種典型工況下對其進行靜力學(xué)分析。同時對整車的低階模態(tài)進行分析。上述分析可使研究人員對整車強弱及結(jié)構(gòu)的合理性有一個初步且直觀的了解。然

3、后根據(jù)ECE R66法規(guī)的要求在所建立模型中添加生存空間、翻轉(zhuǎn)平臺、剛性地面等附件將其轉(zhuǎn)化為側(cè)翻碰撞有限元模型并進行仿真分析。
　　其次，根據(jù)側(cè)翻碰撞過程中的能量曲線趨勢判斷仿真分析的有效性。并通過實車測試結(jié)果與仿真分析結(jié)果對比的一致性加以證明。觀測整車變形云圖及車身結(jié)構(gòu)的變形量確定薄弱位置，以生存空間余量作為評價標準。同時以動力電池系統(tǒng)在側(cè)翻過程中的安全性為出發(fā)點，對動力電池自身變形及電池內(nèi)部的跳動進行測量。
　　最后，針

4、對生存空間被侵入的位置進行針對性加強（采用高強鋼、增加壁厚、增加截面規(guī)格、增加補充板），對改進方案進行仿真分析。改進方案仿真分析結(jié)果表明，方案符合ECE R66法規(guī)要求。在改進方案的基礎(chǔ)上研究管內(nèi)填充對整車側(cè)翻安全性的影響。結(jié)果表明，選擇結(jié)構(gòu)泡沫作為填充材料，在三點彎曲試驗中填充結(jié)構(gòu)泡沫的方鋼最大試驗力較空方鋼提高33.27%，最大屈服力較空方鋼提高17.79%。在腰梁與側(cè)圍立柱、頂橫梁與側(cè)圍上縱梁連接處填充結(jié)構(gòu)泡沫進行側(cè)翻仿真，生存空