燃料電池大客車車身結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化研究.pdf

1、客車的主要承載結(jié)構(gòu)是車身骨架，其骨架結(jié)構(gòu)性能的好壞直接關(guān)系到車身的壽命和整車性能；同時(shí)車身骨架質(zhì)量占客車整車整備質(zhì)量的四分之一左右，在保證剛度和強(qiáng)度的前提下，改進(jìn)骨架結(jié)構(gòu)、減輕車身骨架的重量對整車性能的提高有著重要的意義。 本文結(jié)合燃料電池大客車項(xiàng)目，首先根據(jù)企業(yè)提供的圖紙應(yīng)用CAE軟件建立了大客車車身骨架三維幾何模型和有限元計(jì)算模型，通過車身扭轉(zhuǎn)剛度試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的可信性。對該車身骨架進(jìn)行了幾種典型工況下的有限元分析，求

2、得了不同工況下車身骨架的整體應(yīng)力分布及變形情況，找出了車身骨架高應(yīng)力部位，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。 針對車身骨架靜態(tài)分析時(shí)表現(xiàn)出的整體應(yīng)力水平相對較低，車身材料富余的情況，對車身整體骨架模型進(jìn)行了低階模態(tài)頻率優(yōu)化、彎曲工況、一輪懸空工況優(yōu)化和臺架扭轉(zhuǎn)剛度優(yōu)化計(jì)算分析，并對各工況優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了綜合分析。最終得到的車身骨架，在滿足強(qiáng)度和剛度要求的前提下與原結(jié)構(gòu)相比，質(zhì)量減少約10.1％，取得了較好

3、的輕量化效果。 頂置氫瓶燃料電池大客車對頂蓋總成結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，為改善項(xiàng)蓋整體性能，本文根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化理論，對車身頂蓋進(jìn)行了多工況拓?fù)鋬?yōu)化分析。根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果并參考原頂蓋骨架結(jié)構(gòu)，在考慮工藝可實(shí)現(xiàn)性的情況下確定了新設(shè)計(jì)頂蓋骨架結(jié)構(gòu)的布局方案并使用截面尺寸優(yōu)化方法確定了新設(shè)計(jì)頂蓋骨架結(jié)構(gòu)桿件的具體截面尺寸，而后分析了改進(jìn)后頂蓋骨架結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強(qiáng)度、剛度特性及頂蓋改進(jìn)后車身骨架的低階彈性模態(tài)性能。計(jì)算結(jié)果表明頂蓋骨架結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，