本文關鍵詞：客車粘接式車窗玻璃的串聯剛度模型及其應用

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【摘要】：近年來,隨著我國公共交通事業(yè)的空前發(fā)展,客車行業(yè)的設計和生產能力也不斷增強,CAE分析技術被廣泛的應用到客車車身結構設計中。隨著對客車設計要求的不斷提高,企業(yè)對客車CAE分析精度的要求也逐漸提高。但在客車粘接式車窗玻璃有限元建模方面,由于車窗玻璃以及粘接劑的材料特性較為復雜,以往大多數的客車車身有限元分析往往出于簡化建模過程的考慮,忽略客車粘接式車窗玻璃對整車的作用。因此,如何方便準確的建立粘有車窗玻璃的整車模型進而更準確的評價車身的力學性能,成了客車CAE分析中亟待解決的問題之一。本文針對客車粘接式車窗玻璃在有限元建模時存在的問題,提出了一種能夠同時應用于客車車身強度、剛度分析以及客車側翻安全性分析的粘接式車窗玻璃串聯剛度模型。并通過試驗驗證了串聯剛度模型在靜態(tài)計算時的有效性。同時橫向對比了幾種粘接玻璃簡化建模方法的優(yōu)缺點。在此基礎上,基于客車粘接式車窗玻璃串聯剛度模型研究了客車前后風窗及側風窗玻璃對整車強度、剛度的影響規(guī)律。最后通過實驗與仿真結合的方法驗證了粘接玻璃串聯剛度模型在客車側翻分析中的有效性,并基于串聯剛度模型研究了前后風窗、側風窗玻璃對整車側翻安全性的影響規(guī)律。通過以上研究,能夠在客車設計的早期階段應用CAE分析手段較為準確的獲得有玻璃車身的各項力學性能,為客車車身的優(yōu)化設計提供指導。針對本文的研究內容,主要完成以下具體研究。第一,對客車粘接式車窗玻璃的結構進行分析,提出了客車粘接式車窗玻璃串聯剛度模型。該模型將與粘接膠層相接觸的車窗玻璃部分定義為串聯剛度帶,省去粘接膠的建模,通過對串聯剛度帶的材料參數進行修正使模型的計算精度符合工程應用的要求。以某客車側圍典型結構的簡化模型為研究載體,基于參數設計思想獲得了串聯剛度模型的等效材料參數,并通過試驗驗證了該串聯剛度模型的有效性。通過對四種網格尺寸下的側圍簡化模型進行對比分析,驗證了串聯剛度模型抵抗網格尺寸波動的能力。最后將幾種不同的粘接玻璃簡化建模方法與本文的簡化方法進行比較,橫向對比了幾種方法的優(yōu)缺點,為后續(xù)的研究以及工程應用提供參考。第二,以某企業(yè)的一款12米公路客車為研究載體,首先對無玻璃車身骨架進行了彎曲、扭轉剛度分析以及滿載彎曲,彎扭組合工況下的強度分析�；诒疚牡拇搫偠饶Ｐ驮诳蛙囓嚿砉羌苌咸砑榆嚧安Ａ�,分別對有前后風窗玻璃、有側窗玻璃、有前后風窗及側窗玻璃的車身在相同工況下進行靜態(tài)力學性能分析,將三種有玻璃情況下的車身靜態(tài)力學性能與無玻璃車身的計算結果進行對比分析,總結了粘接式前后風窗玻璃及側窗玻璃對整車靜態(tài)力學性能的影響規(guī)律。第三,探討了車窗玻璃對整車側翻安全性的影響規(guī)律。首先以某典型客車車身段為研究載體,建立了該車身段的骨架模型,通過試驗驗證了該車身段骨架在側翻計算時的有效性。并分別應用本文的串聯剛度法和傳統(tǒng)建模方法對有玻璃車身段進行建模,對兩種建模方法下的車身段側翻變形量進行對比,驗證了串聯剛度模型在側翻分析中的有效性。最后以某12米公路客車為研究載體,從能量和變形的角度研究了粘接式前后風窗玻璃、側窗玻璃對整車側翻性能的影響。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.835

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本文編號：1201650