客车骨架结构分析及优化研究

摘要

本文在调研国内外相关研究的基础上，对客车车身结构进行了壳单元建模，分析了该客车车身在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下的应力分布和变形情况，探讨了客车车身弯曲刚度、扭转刚度及局部开口刚度特性，此外，本文还对客车车身结构进行了模态分析，初步论述了客车车身的振动特性。
　　 在有限元分析的基础之上，本文利用拓扑优化技术，对客车侧围结构进行了拓扑优化，改进了侧围拓扑结构，并结合尺寸优化，对整个车身骨架结构进行了多目标的厚度尺寸优化，实现了降低整车质量，改善应力分布的目的。
　　 通过对全承载客车车身结构的分析和优化，探讨了客车结构强度分析、刚度分析、动态分析以及结构优化中的一些问题，为以后汽车研发人员综合利用这些技术积累了经验。

目录

文摘

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景、目的及意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容

1.5本章小结

第二章 有限元理论简介

2.1引言

2.2结构有限元法基本理论

2.2.1线弹性静力学问题

2.2.2求解的收敛条件

2.2.3结构整体刚度分析

2.2.4薄板结构弯曲理论

2.3单元类型介绍

2.3.1板壳单元简介

2.3.2体单元简介

2.3.3其他单元简介

2.4结构模态分析理论

2.5本章小结

第三章 客车骨架建模

3.1引言

3.2几何模型的建立

3.3有限元模型的建立

3.3.1网格尺寸

3.3.2单元清理

3.3.3属性参数

3.3.4有限元模型的连接

3.4边界条件的处理

3.4.1客车载荷

3.4.2等效悬架

3.4.3约束及工况

3.5小结

第四章 客车骨架结构分析

4.1引言

4.2客车骨架强度分析

4.2.1弯曲工况

4.2.2扭转工况

4.2.3急转弯工况

4.2.4紧急制动工况

4.3客车骨架刚度分析

4.3.1弯曲刚度分析

4.3.2扭转刚度分析

4.3.3车身开口变形刚度分析

4.4客车骨架模态分析

4.5本章小结

第五章 客车骨架结构优化设计

5.1引言

5.2优化方法简介

5.3客车结构局部拓扑优化

5.3.1拓扑优化的前处理

5.3.2拓扑优化的定义

5.3.3拓扑优化结果

5.4拓扑结构的建模分析

5.4.1拓扑结构模型的建立

5.4.2拓扑结构的结构分析

5.5客车骨架结构多目标尺寸优化

5.5.1优化变量的选择

5.5.2优化目标和约束条件

5.5.3灵敏度分析及优化结果

5.5.4优化结构强度，刚度及模态分析

5.6本章小结

第六章 结论及展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

硕士期间参与的科研项目及发表的学术论文