城市客車車身骨架靜動態(tài)特性研究.pdf

1、客車主要靠車身承受載荷，車身結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)劣對客車整車性能有很大影響。使用有限元分析方法進行客車車身設(shè)計，可以克服傳統(tǒng)設(shè)計方法的種種弊端，有助于降低產(chǎn)品開發(fā)成本，提高設(shè)計效率和客車整體性能。通過對客車車身進行靜、動態(tài)特性分析和相關(guān)試驗，能夠掌握客車車身骨架的應(yīng)力分布狀況，得出車身骨架結(jié)構(gòu)的強度、剛度特性以及動態(tài)特性;利用所得的有限元分析結(jié)果，可以對車身結(jié)構(gòu)的性能進行評估，并為結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　本文以某企業(yè)生產(chǎn)的一款城

2、市公交車為研究對象，公交車的相關(guān)資料以及AUTOCAD工程圖紙等均由廠家提供。通過查閱眾多相關(guān)文獻并對該車車身結(jié)構(gòu)進行充分研究之后，使用CATIA軟件建立了客車車身骨架的三維幾何模型，并在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對某些部位特征進行了簡化處理后，將最終的幾何模型導(dǎo)入到HYPERMESH軟件中，選用殼單元對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，得到客車車身骨架的有限元模型，并在此基礎(chǔ)上使用MSC.PATRAN&NASTRAN軟件對車身骨架的靜、動態(tài)特性進行分析。<

3、br>　　在靜態(tài)分析中，選取了客車實際運行情況中可能遇到的四種典型工況，如水平彎曲工況、極限扭轉(zhuǎn)工況、緊急轉(zhuǎn)彎工況以及緊急制動工況，分別得到了車身骨架模型的應(yīng)力及變形分布云圖。靜態(tài)分析結(jié)果顯示，車身骨架在四種工況中的應(yīng)力水平分布并不高，最大應(yīng)力都沒有超出所用材料的屈服極限;就變形狀況而言，在極限扭轉(zhuǎn)工況中左輪下沉?xí)r車身骨架相應(yīng)部位產(chǎn)生了相對較大變形，這也跟實際情況較為相符。通過有限元靜態(tài)特性分析結(jié)果可以看出，該車車身骨架強度足夠，剛度尚

4、可，能夠滿足使用要求。
　　為驗證有限元模型的正確性以及有限元分析結(jié)果的可信性，在有限元分析結(jié)果的指導(dǎo)下根據(jù)GB/T6792-2009國家標準在企業(yè)總裝車間對客車進行了靜態(tài)應(yīng)力和變形測量試驗，并將試驗結(jié)果與有限元計算結(jié)果進行了對比分析，得到的試驗結(jié)果與有限元計算結(jié)果基本一致，這表明本文的有限元模型是正確的，有限元分析結(jié)果是可信的。
　　為探索該車車身骨架的動態(tài)特性，對車身骨架模型進行了模態(tài)分析，提取了車身骨架自由振動狀態(tài)下的