混合动力全承载客车车身结构轻量化研究

摘要

汽车的普遍使用，加剧了能源的消耗，混合动力和汽车轻量化成为节能减排、环境保护研究工作中的重点之一。本文在调研国内外客车轻量化研究的基础上，采用有限元方法，对混合动力客车全承载车身结构进行了轻量化研究，提出了一种车身骨架的局部连接结构，实现了车身轻量化目的。
　　首先，本文查阅大量轻量化材料的文献及材料手册，利用面向对象的数据库工具 Access，建立了汽车轻量化材料数据库，为工程人员在车身骨架结构设计中，选取合适的轻量化材料提供了一定的信息来源。
　　其次，通过对某款混合动力全承载客车车身结构的分析，采取了一些简化措施，在ANSYS中建立了车身骨架的三维几何模型。在此基础上，对几何模型定义材料属性及单元类型，建立了车身骨架的三维有限元模型。通过确定汽车行驶四种典型工况（水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急制动工况及紧急转弯工况）的边界条件，对该车身骨架行了静态分析，获得了车身骨架各工况下的应力和位移分布，同时进行了车身骨架强度和刚度两方面的评价分析。
　　最后，根据静态分析结果，提出了一种车身骨架轻量化方案，确定了合适的局部钢/铝的连接方式，建立了局部钢/铝连接的车身骨架结构。在此基础上，对该轻量化车身骨架结构进行了有限元分析，经过改进前后的结果对比，该轻量化车身骨架满足强度、刚度要求，同时车身质量降低了9.87％。本文研究的轻量化方案具有一定可行性，为混合动力客车的车身轻量化设计提供了一定参考。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 全承载客车车身轻量化的研究现状

1.3 本课题的主要研究内容

2 轻量化材料数据库的建立

2.1 典型的轻量化材料

2.2 汽车轻量化材料数据库

2.3 车身轻量化材料选择

2.4 本章小结

3 客车车身骨架有限元模型的建立

3.1 有限元分析方法简介

3.2 客车车身骨架有限元模型生成

3.3 本章小结

4 客车车身骨架的有限元静态分析

4.1 评价车身骨架结构的技术指标

4.2 典型工况下的静态分析

4.3 结果讨论与分析

4.4 本章小结

5 车身骨架结构的轻量化改进及分析对比

5.1 车身骨架轻量化方案

5.2 典型工况下的静态分析

5.3 车身骨架改进前后的有限元对比

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢