全承载式客车车身结构有限元分析

摘要

随着国内旅游事业的蓬勃发展，为了适应旅游市场的需要，某公司决定在长途客车的基础上开发豪华大客车，两款车型在车身结构上的变化是：后者车身右侧后悬前部增开中门，顶部增设顶置空调，并结合行李舱调整侧围立柱位置形成了闭合环。为了研究改制后客车的静动态特性和侧翻安全性，采用有限元法对车身结构进行静动态分析，来研究车身结构的刚强度及其模态特性，并进行侧翻仿真研究客车的侧翻安全性，在此基础上研究了车身结构存在的问题提出了改进建议，提高了整车性能，缩短了产品开发周期，降低开发成本。
　　客车车身结构复杂，用有限元前处理建模困难，因此采用将三维模型直接导入的方法。为此论文首先分析了改制后车身结构的变化，在此基础上利用UG软件建立了车身结构的几何模型。然后建立了有限元模型。研究静动态分析和侧翻仿真发现：（1）进行静动态分析时采用梁单元可以较好的模拟车身结构并节约计算时间。（2）由于侧翻仿真对有限元模型要求高，采用了精度更高的壳单元。建模的过程中，合理的对车身结构的进行了简化处理，还考虑了车身结构上不同质量及载荷的处理。
　　结合客车在实际运行过程中可能遇到的四种典型工况，详尽地进行了车身结构的静力学分析，分析了车身结构的强度及应力变形情况，找出了车身结构的薄弱点。同时为了初步掌握该车的动态性能，对车身结构进行了自由模态分析，得到了车身结构的固有频率和相应振型，并结合路面激励和地面不平度分析了自由模态对车身结构的动态影响。然后进行了侧翻仿真，研究发现车身结构不能满足侧翻安全性。最后，为了提高车身结构性能及侧翻性能，根据分析结果提出了改进建议，最终样车顺利通过侧翻试验。

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1 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2论文的研究意义

1.3 本课题研究的主要内容

2 客车车身结构分析及三维建模

2.1 客车车身结构分析

2.2 材料截面及规格

2.3 客车车身结构三维建模

2.3 本章小结

3 客车车身结构静力学分析

3.1客车车身结构静力学分析基础

3.2 有限元模型的建立

3.3 客车车身结构静力学分析指标

3.4 四大典型工况静力学分析

3.5 本章小结

4 客车车身结构动力学分析

4.1 客车车身结构动力学分析的基础

4.2 客车车身结构自由模态分析

4.3 本章小结

5 客车侧翻安全性仿真

5.1客车侧翻安全性认证方法

5.2 基于PAM-CRASH侧翻模型的建立

5.3 基于PAM-CRASH侧翻安全性仿真

5.4侧翻安全性仿真结果分析及结论

5.5 本章小结

6 客车车身结构改进建议

6.1 客车车身结构改进建议

6.2 样车侧翻试验

6.3 试验结论

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参与的项目

致谢