本文關(guān)鍵詞：全承載式客車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：全承載式車身結(jié)構(gòu)主要是由小斷面矩形鋼管焊接而成,承載能力強(qiáng),在結(jié)構(gòu)安全性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、乘坐舒適性、節(jié)能環(huán)保方面優(yōu)勢明顯,目前普遍應(yīng)用于高等級客運(yùn)客車以及城市公交客車。本文結(jié)合優(yōu)化設(shè)計方法與有限元法對全承載式車身進(jìn)行了輕量化設(shè)計:首先運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計確定了車身骨架的基本布局形式;其次在拓?fù)鋬?yōu)化計算結(jié)果的基礎(chǔ)上開展了尺寸優(yōu)化設(shè)計;最后制定車身結(jié)構(gòu)評價指標(biāo)要求,在四種典型工況下對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)分析驗證。具體研究工作內(nèi)容如下:(1)闡述了全承載式車身結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀,總結(jié)歸納了有限元法基本理論和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基本方法。并對照產(chǎn)品設(shè)計流程中的詳細(xì)設(shè)計、基本設(shè)計和概念設(shè)計,制定了以輕量化為目標(biāo)的全承載式車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。(2)在水平彎曲工況下建立了以車身質(zhì)量最小為目標(biāo)函數(shù)的拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型,通過對拓?fù)鋬?yōu)化計算結(jié)果進(jìn)行分析解讀,得到了車身結(jié)構(gòu)的基本傳力路徑,最終確定了車身骨架的基本布局形式。參考目前車身常用型材類型,完成了車身結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計。并且針對該初步設(shè)計方案進(jìn)行了靜力分析計算,結(jié)果表明車身骨架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度均滿足設(shè)計要求,為下一步的尺寸優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。(3)在型鋼截面尺寸靈敏度分析的基礎(chǔ)上,確定了尺寸設(shè)計變量對車身骨架質(zhì)量的影響程度,并提出了一種分層尺寸優(yōu)化方案。經(jīng)過三層次尺寸優(yōu)化,完成了車身骨架的詳細(xì)尺寸設(shè)計,得到了一種新型全承載式輕量化車身骨架結(jié)構(gòu)。(4)在客車的四種典型工況下,以車身強(qiáng)度和剛度為評價指標(biāo),對新型車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析驗證。針對極限扭轉(zhuǎn)工況下出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象,對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了局部加強(qiáng)處理。經(jīng)過局部加強(qiáng)處理后的全承載式新型車身結(jié)構(gòu)質(zhì)量為1313Kg。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.82

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