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第期年客车技术与研究
· 设计· 计算· 研究·
客车车身骨架结构优化设计与先进技术应用
张焱,姚成
厦门金龙旅行车有限公司,福建厦门
摘要:详细分析现有客车车身结构设计中存在的问题,提出客车车身结构设计应遵循的原则,并阐
述有限元技术、拓扑优化技术在客车车身结构优化设计中的应用。
关键词:客车骨架;有限元分析;优化设计
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
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近年来,随着人们对乘车安全性要求的不断提由以上分析可以看出,“刚度理论”控制下设计
高和能源问题的出现,使得客车整车的安全性设计、的车身结构的强度和刚度是由每一个构件自身来保
轻量化设计显得尤为重要。因此,进一步提高客车证的,因此为保证整个车身强度、刚度合理,车身骨
结构的设计水平将成为各客车企业和研究机构工程架设计必然足够可靠,必然会浪费材料,整车轻量化
技术人员的重要课题。本文提出基于结构优化技术也必然受到很大限制;“强度理论”控制下采用的全
和有限元技术的客车车身骨架结构设计方法,以解承载式车身,其结构刚度是由合理的结构去保证的,
决客车结构安全性和轻量化的问题。而全车结构强度只要每个构件的强度足够就可以,
因此材料使用自然大大减少,整车的轻量化自然有
车身结构力学控制理论分析
很大空间,但关键是如何找到最佳的力流传递规律,
客车车身结构分非承载式、半承载式和全承载使整车结构设计合理。
式三类。笔者认为,全承载式车身结构是今后客车
车身结构设计应遵循的原则
结构设计的主流。非承载式或半承载式车身与全承
载式车身最大的不同就是有独立的大型式车架,而客车车身通常是由异型钢管拼焊而成的空间框
全承载式车身是由截面相对较小的异型钢管将车身架结构,杆件截面尺寸非常小,抵抗弯曲、扭转变形
拼焊成一个整体承载结构。力学分析可知,由于杆的能力非常弱,因此,在车身结构设计时应确保每个
件细长构件抵抗轴向变形的能力很强,抵抗弯曲杆件都处在承受转向力的状态。
和扭转变形的能力很弱,要保证车身车架有足够. 全车结构整体规划
的刚度,所以非承载式或半承载式车身的车架纵梁与轿车车身结构一样,客车结构设计也是整车
的截面尺寸要取得很大。非全承载式车身车架设设计时需要认真研究的部分,其设计的好坏将直接
计有一种说法,“只要车身车架的刚度满足要求, 影响到整车各方面的性能,如整车舒适性、结构安全
其静强度及疲劳强度自然都可以满足要求”,即对非性、整车的轻量化这直接关系到原材料使用量和整
承载式或半承载式车身结构设计进行校核时通常是车百公里油耗,即经济性。但目前国内各客车企业
以“刚度理论”来控制。基本上都将结构设计附属到相关的部件工程师手
全承载式车身完全是由杆件结构形成,通过合上,这就导致最终的全车结构整体上没有协调性,但
理的结构设计,使车辆在行驶过程中产生的弯曲和为保证结构不出问题,设计时自然考虑得很保守。
扭转力均沿着杆向传递。由于杆件抵抗轴向变形的因此,笔者认为,要从根本上提高客车设计水平,应
能力很强,所以这种结构如果设计合理,可以非常有当将客车结构设计集中起来管理,整车造型设计应
效地提高车身的整体刚度