某型客車車身側(cè)翻安全性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著計算機科技的迅速發(fā)展，在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中，作為分析和優(yōu)化的CAE技術(shù)已越來越不可缺少。為了研制在結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、性能、安全等方面合理可靠且優(yōu)越舒適的客車，有限元技術(shù)在客車車身的靜動態(tài)分析研究方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
　　本文在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，運用有限元方法對全承載式車身的12米客車車身骨架進行建模、分析和優(yōu)化改進設(shè)計。客車有限元模型根據(jù)整車真實三維模型建立，模型由車身和底盤構(gòu)成。其中，車身骨架主要用四節(jié)點殼單元模擬

2、，底盤個別零部件用實體單元模擬，空氣彈簧由彈簧-阻尼特性模擬以獲得更好的力學響應(yīng)特性。整個模型由1825393個節(jié)點，1960423個單元組成，整車整備質(zhì)量為13噸。
　　應(yīng)用Nastran軟件對車身骨架在彎曲工況和彎扭組合工況下進行靜力分析，獲得整車應(yīng)力分布和變化情況；應(yīng)用Dyna軟件進行車身骨架側(cè)翻仿真試驗分析，得到整車側(cè)翻的動力學響應(yīng)。強度分析結(jié)果表明，本車在彎曲工況下的最大應(yīng)力達到219.3MPa，安全系數(shù)僅為1.573，

3、小于推薦安全值2.5。原車存在應(yīng)力集中情況，有材料失效的風險。側(cè)翻仿真也顯示該車右側(cè)圍立柱侵入生存空間，最大侵入量為95.32mm，對乘員人身安全構(gòu)成威脅。分析結(jié)果表明客車車身骨架存在進一步優(yōu)化的空間，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)和參考。
　　本文通過仿真結(jié)果并結(jié)合實際情況對車身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，主要對車身骨架進行截面尺寸優(yōu)化，對乘客門后立柱、座椅下隔板與后排地板骨架進行結(jié)構(gòu)改進。改進后整車最大應(yīng)力明顯下降，彎曲工況整車的最大應(yīng)力由219.3