某新型纯电动公交车整车有限元分析

摘要

交通运输行业的蓬勃发展带来的能耗和环境问题是可持续发展的重要挑战，优先发展公共交通是缓解矛盾的主要方式，但公交车仍然是城市污染的一个重要源头。近期快速发展的新能源汽车为解决汽车的排放和污染问题提供了一个良好的解决方案，基于电驱动技术现有特点，电动公交车是所有新能源方案中较易实现的一种。
　　本课题研究对象就是某公司的一款新型电动公交车，该客车在前期成熟车型基础上衍变而来，采用三段式车架，全承载车身结构。该客车相对于原车型做了大量的改变，因此有必要研究客车是否仍然满足要求，是否存在强度不足的位置。客车的固有频率是否会与激励频率范围重叠引起共振，影响客车乘坐舒适性也是本课题的研究内容。由于现在电动车存在普遍续驶里程短的问题，因此本课题也将对该客车的轻量化做初步探索。
　　本论文的主要研究内容如下:
　　(1)客车静力学分析。静力学分析是本次客车有限元分析的重要内容，先研究了客车有限元建模过程中的各个主要步骤，对单元类型的选择、焊缝的模拟、质量的加载、工况的选择等做出详细分析，建立有限元模型;再通过对各个工况的分析得到客车行驶过程中各个状态下的应力分布，最大应力位置及大小，然后判断客车强度是否满足要求。
　　(2)客车模态分析。进行模态分析得到客车前十阶固有频率及其振型，根据路面情况和发动机参数得到路面激励和发动机激励的频率范围，通过对比判断客车是否存在共振可能。
　　(3)客车轻量化研究。探索用铝合金制造车身对客车进行减重，增加客车的续驶里程。用铝合金替代原来的型钢后，重新对客车进行静力学分析，确保客车强度能够满足要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要内容

第2章 整车结构分析及三维建模

2．1 客车结构简介

2．2．1 客车分类标准简介

2．2．2 目标车型结构分析

2．3 整车三维模型的建立

2．3．1 客车建模基本原则

2．3．2 建立客车三维模型

2．4 本章小结

第3章 客车有限元建模

3．1 有限元法基本理论

3．1．1 弹性力学理论

3．1．2 有限元法的三个重要方程

3．1．3 有限元建模原则

3．2 整车有限元建模

3．2．1 材料、单位制及坐标系说明

3．2．2 梁单元建模与壳单元建模比较

3．2．3 焊接位置的模拟

3．2．4 车载质量的分配

3．2．5 模拟工况的选择

3．3 本章小结

第4章 客车静力学分析

4．1 满载工况分析

4．1．1 满载工况载荷及约束条件

4．1．2 满载工况结果分析

4．2 转弯工况分析

4．2．1 转弯工况载荷和约束的处理

4．2．2 转弯工况结果分析

4．3 制动工况分析

4．3．1 制动工况载荷和约束的处理

4．3．2 制动工况结果分析

4．4 极限扭转工况分析

4．4．1 极限扭转工况载荷和约束的处理

4．4．2 极限扭转工况结果分析

4．5 转弯刹车工况

4．5．1 转弯刹车工况载荷和约束的处理

4．5．2 转弯刹车工况结果分析

4．6 整车静力学评价

4．7 本章小结

第5章 整车模态分析

5．1 模态分析简介

5．2 模态分析理论

5．3 客车模态分析结果

5．4 客车模态与激励源分析

5．4．1 路面激励共振分析

5．4．2 发动机激励共振分析

5．5 本章小结

第6章 轻量化铝制车身研究

6．1 轻量化的两个主要途径及意义

6．2 铝制车身可行性分析

6．2．1 铝制车身方案分析

6．2．2 铝制车身静力学分析

6．3 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献