半承载式客车车身结构侧翻有限元分析

摘要

随着我国汽车工业的蓬勃发展，汽车产业已成为国家的重要支柱产业之一。近几年来随着国内校园车事故的频频发生，人们对校园车的安全性的关注度日益加大，校园安全事故不仅造成了严重的伤亡现象也对社会、家庭带来了严重的伤害。这主要是由于校园车车身结构的安全性不足，导致其发生侧翻碰撞时车身结构发生严重变形，使得乘员受到挤压、碰撞，乘员的生命受到了侵害。校园车是由客车改造而来的，我国和国外都对客车的研制过程中提出了满足其侧翻安全性的要求。因此，基于有限元理论，利用先进的有限元法对客车车身结构侧翻碰撞研究，根据ECE R66法规要求对车身结构被动安全性进行评价和分析。通过对客车侧翻碰撞结果进行分析评价，验证车身结构是否符合相关的准则，并对产品结构进行优化，这样可以使得产品开发周期得到大大的缩短，同时也降低了开发成本。
　　本文以某款半承载式车身结构的校园车为研究对象，对其结构进行侧翻碰撞安全性进行研究和探索。本文的主要工作有：
　　（1）由于客车车身结构是一个复杂的体系，直接利用有限元软件对该车车身建立模型是很困难的，因此本文采用将三维模型直接导入的方法。在厂家提供的二维图纸的基础上，利用CATIA软件建立客车车身骨架结构的几何模型，然后再利用有限元软件HyperMesh建立有限元模型。通过车身的模态分析，验证价模型建立的可靠性和评价该车身结构的动态影响。
　　（2）根据ECE R66法规的要求对该客车车身结构进行侧翻碰撞仿真试验，并根据该法规规定建立该客车车身结构的乘员生存空间和模拟侧翻的平台。通过计算结果进行分析，发现该车车身结构侧翻碰撞时发生的大变形且侵入到了乘员的生存空间，危害了乘员的生命安全。
　　（3）根据该车身结构侧翻碰撞试验分析发现的薄弱部位进行优化设计，提出改进的方案并加以验证。通过验证，发现该车车身经过结构的优化改进后，车身结构的安全性得到了明显的改善，乘员生存空间没有被侵入，满足的ECE R66法规的要求。最终，为该款校园车的顺利生产提供了很好的实际参考价值。

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第1章 绪论

1.1 课题提出背景和研究意义

1.2国内外汽车被动安全的研究现状

1.3 客车车身结构的特点

1.4课题来源与研究内容

第2章 有限元概述和侧翻安全性理论基础

2.1 CAE技术及其发展

2.2 有限元法

2.3客车侧翻碰撞有限元理论基础

2.4有限元软件的介绍

第3章 客车车身结构有限元模型的建立及模态验证

3.1客车车身骨架几何模型的建立

3.2客车有限元模型的建立

3.3有限元模型的模态分析

3.4本章小结

第4章 客车车身骨架仿真安全性分析

4.1客车侧翻安全评价法

4.2基于LS-DYNA客车侧翻模型的建立

4.3基于LS-DYNA 模型参数的定义

4.4侧翻仿真结果分析

4.5本章小结

第5章 结构的改进

5.1结构优化的理论基础

5.2 结构改进部位的确定

5.3结构的改进及验证

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献