本文關(guān)鍵詞：某10米公路客車車身輕量化研究

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【摘要】：現(xiàn)有一款10米級公路客車車體骨架重量為3282kg,與國內(nèi)同類車型相比重量較大,沒有競爭優(yōu)勢,不利于節(jié)能環(huán)保。本文就結(jié)合此10米公路客車進行車身輕量化方面的研究,目標是降重7%。首先對原始車身結(jié)構(gòu)的強度和剛度進行CAE分析,分析中發(fā)現(xiàn)車身整體扭轉(zhuǎn)剛度低于同類車型的扭轉(zhuǎn)剛度參考范圍;在三種典型工況下車身結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力均超出了桿件材料的屈服極限,高應(yīng)力桿件主要集中右側(cè)圍后部立柱與艙門上橫梁連接處、側(cè)圍后懸處腰梁與側(cè)圍立柱連接處、前懸前部地板貫通橫梁與車架縱梁之間的連接處,該些不合理結(jié)構(gòu)有待改進;但整車結(jié)構(gòu)平均應(yīng)力值偏低,故該車身結(jié)構(gòu)有較大輕量化空間。為提高客車結(jié)構(gòu)安全性的同時實現(xiàn)車身輕量化,我們進行了全承載方案研究,對車身骨架封閉環(huán)的排布、底架和地板骨架的結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的方案改進,使該車型滿足性能要求后又對該車身結(jié)構(gòu)進行了全面的輕量化研究。為實現(xiàn)輕量化我們主要從以下四個方面著手:車身骨架主受力桿件的結(jié)構(gòu)和斷面優(yōu)化、車身其他桿件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、板材支架類零部件輕量化和輕量化材料的選取。其中對車身主受力桿件的結(jié)構(gòu)和斷面優(yōu)化減重161.8kg,車身其他骨架桿件結(jié)構(gòu)優(yōu)化減重53.16kg,板材支架類零部件方案優(yōu)化降重11kg,輕量化材料的采用降重16.68kg。綜上,10米級公路客車輕量化方案改進實現(xiàn)減重共計242.64kg,降重7.39%,滿足設(shè)定的目標。接下來對改進后的結(jié)構(gòu)進行有限元分析驗證,整車強度及剛度均滿足輕量化車體骨架性能目標要求。同時,各工況桿件的最大應(yīng)力降到屈服極限以下,車身結(jié)構(gòu)桿件布置形式更加合理。通過此項研究,我們實現(xiàn)開發(fā)10米全承載客車輕量化的車體骨架,全面滿足設(shè)定的目標要求,進一步推動大型公路客車商品化工作;通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化,全承載骨架完全可以采用小截面矩管,截面尺寸不大于60x50x4;掌握了全承載公路客車車體骨架輕量化典型結(jié)構(gòu)特點、開發(fā)方式及流程,為其它客車車體骨架輕量化設(shè)計開發(fā)提供可以參考和借鑒的經(jīng)驗;明確各類矩管使用區(qū)域,減少了矩管使用規(guī)格,形成客車矩管設(shè)計規(guī)范。
【關(guān)鍵詞】：輕量化 客車車身骨架 有限元 全承載
【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】：U463.82
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 立項依據(jù)和研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文主要內(nèi)容12-14
• 第2章 幾何模型和有限元模型的建立14-22
• 2.1 車身骨架幾何模型建立14-17
• 2.2 車身骨架有限元模型建立17-18
• 2.3 有效載荷模擬18-22
• 第3章 CAE有限元模型分析22-32
• 3.1 原始車身結(jié)構(gòu)整體剛度分析計算22-25
• 3.2 原始車身結(jié)構(gòu)典型工況分析25-30
• 3.2.1 滿載彎曲工況下車身結(jié)構(gòu)強度分析25-26
• 3.2.2 轉(zhuǎn)彎工況下車身結(jié)構(gòu)強度分析26-28
• 3.2.3 制動工況下車身結(jié)構(gòu)強度分析28-30
• 3.3 原始車身結(jié)構(gòu)性能分析綜述30-32
• 第4章 車身結(jié)構(gòu)改進32-52
• 4.1 車身結(jié)構(gòu)全承載方案改進32-39
• 4.1.1 車體骨架焊接總成結(jié)構(gòu)改進32-33
• 4.1.2 底架總成結(jié)構(gòu)改進33-38
• 4.1.3 地板骨架焊接總成結(jié)構(gòu)改進38-39
• 4.2 車身輕量化改進39-46
• 4.2.1 車身桿件斷面優(yōu)化改進39-41
• 4.2.2 車身骨架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計41-43
• 4.2.3 板材支架類零部件輕量化43-45
• 4.2.4 輕量化材料的選用45
• 4.2.5 車身輕量化小結(jié)45-46
• 4.3 改進后車身結(jié)構(gòu)基本性能參數(shù)分析46-49
• 4.4 車身結(jié)構(gòu)方案改進前后對比總結(jié)49-52
• 第5章 總結(jié)與展望52-56
• 5.1 客車輕量化車身骨架典型結(jié)構(gòu)52-54
• 5.2 客車車身矩管設(shè)計規(guī)范54
• 5.3 客車車身骨架設(shè)計流程54-56
• 參考文獻56-59
• 致謝59

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本文編號：763780