基于Hyperworks的客车车身结构有限元分析及优化设计

摘要

随着计算机技术的发展和有限元理论的不断成熟，利用计算机进行整车结构和性能分析是现代汽车在整车设计开发过程中不可缺少的重要环节。汽车有限元分析包括整车结构静力分析、车辆动力学分析、振动分析等，它们在产品质量保障、缩短开发周期和降低产品开发费用等方面发挥着重要作用。
　　本文以某半承载式客车的车身骨架结构为研究对象。该客车是某公司最新研发的产品，尚处于试制阶段，因此在结构上存在较大问题。本文针对已有试制车在实验过程中出现的破坏问题，运用有限元方法计算了该车身结构在匀速、扭转、紧急制动、急速转弯等9种极限工况下的结构强度，分析了结构破坏方式，还原了破坏机理，同时对结构进行了弯曲和扭转刚度分析。此外本文还对客车车身结构进行了模态分析，得出了该客车车身骨架的前20阶频率值及振型图。
　　本文在基础车结构强度分析基础上，基于优化理论提出了具体的结构改进方案，得出了优化的客车结构模型，并对改进后的结构性能进行了有限元计算，在与原结构对比分析中得出，改进后的客车结构性能得到了极大的改善，客车结构强度得到了提高，从而证明了方案的有效性。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题研究背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.4课题任务、重点研究内容、实现途径

2 汽车有限元

2.1有限元简介

2.2有限元理论

2.3有限元法在汽车分析中的应用

2.4本章小结

3 客车车身结构有限元模型建模

3.1模型简化

3.2几何模型中面抽取

3.3网格划分

3.4网格检查

3.5连接的处理

3.6材料属性的赋值

3.7载荷的处理

3.8本章小结

4 基础车车身结构分析

4.1车身强度理论

4.2强度静力分析

4.3刚度理论

4.4刚度分析

4.5模态分析

4.7本章小结

5 基于应力分析的结构优化

5.1结构的优化简介

5.2结构优化分析

5.3本章小结

6 结论和展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献