承载式大客车整车侧翻试验有限元仿真分析

摘要

随着客运行业的快速发展，大客车保有量逐年增加，客车发生侧翻事故而造成“群死群伤”的事件时有发生，已经引起了政府部门和企业的高度重视，客车的被动安全性及安全车身结构已成为现代客车技术的研究重点和热点。新版侧翻试验标准 GB17578-2013《客车上部结构强度要求及试验方法》开始强制实施，促使企业进一步关注客车侧翻安全性。在此背景下，本文针对某6120大客车开展对客车车身骨架静态强度分析以及整车侧翻特性仿真研究。
　　本文首先利用CAD图纸建立了CATIA三维骨架模型，利用HyperMesh和LsDyna分别建立了车身骨架有限元模型和整车侧翻仿真有限元模型。利用 OptiStruct分析了客车车身骨架在弯曲、扭转工况下的静态强度，得到了车身最大应力部件，结果说明强度满足要求；通过对车身骨架的模态分析，得到前10阶的模态频率及振型图，车身骨架前十阶模态的固有频率在8.52Hz~21.41Hz的范围内，满足频率范围5Hz～33Hz的设计要求。
　　通过LS-DYNA对整车侧翻碰撞计算，利用HyperView与HyperGraph对结果进行后处理，对上部结构吸能、整车能量吸收、乘员生存空间侵入可能性以及质心速度和加速度进行了分析，在侧翻过程中上部结构能量吸收达92.1％，能够满足我国关于客车侧翻标准的法规要求；乘员生存空间安全余量小，最少处仅1.841mm。针对侧围变形较大的问题，探讨了影响客车抗侧翻变形的设计原则并对相关规律进行了仿真验证。依据验证的规律进行结构改进，仿真结果表明改进可行，生存空间余量在总质量基本不变的情况下提高10.48mm。本文借鉴一种PH方法，对客车上部结构强度进行量化等级评价，经计算该大客车原评价参数DI?值为0.428，星级评价结果为4星；结构改进后DI?为0.397，星级评价结果为刚好达到5星，该评价方法可行有效。

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第一章 绪论

1.1本文研究背景

1.2 国内外客车被动安全性研究现状

1.3国内外客车侧翻法规介绍

1.4 论文研究的主要内容

第二章 某大客车整车有限元模型建立

2.1 CATIA三维模型构建

2.2 有限元模型的建立

2.3模型工况验证

2.4本章小结

第三章 侧翻试验要求及某大客车侧翻仿真分析

3.1 大客车侧翻试验要求

3.2 整车侧翻仿真设置

3.3 仿真结果分析评价

3.4 侧翻结构安全性PH评价方法

3.5本章小结

第四章 侧翻安全性因素分析及结构改进

4.1侧翻安全性影响因素分析

4.2侧翻安全性设计规律验证

4.3整车结构改进及验证

4.4本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢