文档介绍：第卷第期上海电机学院学报..
年

文章编号———
基于的客车车身骨架有限元分析与优化
乌秀春, 郑文强, 赵雪双。
.上海电机学院汽车学院,上海;.上海同捷科技股份有限公司,
上海;.北京汽车研究总院有限公司,北京
摘要:采用梁单元的方法建立车身骨架有限元模型,验证其正确性。对客车骨架进行静力学
分析和模态分析,得到了该型客车的固有频率和振型,利用参数化设计语言对车身骨架进行
优化分析设计。结果显示,车身骨架总质量较优化前减轻了. ,优化后整体的应力分布更加均
匀,车身动态性能有了一定程度的提高。
关键词:客车;车身骨架;有限元;模态分析;优化设计
中图分类号:. 文献标志码:

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客车车身作为重要的承载部件,其质量和静、动态性能,因此,对客车骨架进行必要的有
制造成本约占整车质量和制造成本的~ 限元分析和优化设计有着十分重要的意义。文

。目前,国内客车骨架设计主要以经验为献中采用尺寸优化的方法,对某型客车车身
主,不仅导致骨架质量增加,而且缺乏良好的骨架进行优化分析研究,使得车身骨架质量减
收稿日期:——
基金项目:上海电机学院学科基础建设项目资助
作者简介:乌秀春一,女,教授,博士,主要研究方向为车辆/技术,—; ..
年第期鸟秀春,等:基于的客车车身骨架有限元分析与优化
少.% 。文献中采用壳单元的形式建立屈服强度为。
客车骨架有限元模型,对车身骨架进行弯曲、扭. 载荷的确定
转、制动和转弯工况下的有限元分析,得到其应为准确地模拟客车车身实际承载情况,需要
力分布规律。文献中通过对半承载车身骨对车身模型进行质量的分配和校核】。处理时,
架进行强度分析和灵敏度分析,提出了合理的根据载荷分布的不同,按照集中载荷和均布载荷
优化方案。文献中利用有限元软件对客车分别施加。如蓄电池、压缩机、座椅等以集中载荷
车身进行有限元建模,将静态分析结果与测试的方式施加在相应的位置上;由于发动机刚度较
结果进行对比,验证了模型的正确性。大,故也将其简化为集中载荷,分别作用在个支
本文综合国内外研究成果,利用软撑点上。内饰、地板等以均布载荷的方式施加。
件对某型半承载式客车车身骨架进行有限元分对于骨架结构的自重,在软件中以惯性
析;根据分析结果,采用参数化设计语力的方式施加。
言,—骨架模型中,支撑悬架的底架部位网格划分
对车身骨架进行参数化优化设计,并对优为每段,其他部位的网格划分为每段
化后的骨架再次进行分析,验证了优化结果的。整个有限元模型共包括关键点
正确性。个,节点个,单元个。建立有限元模
型后,需要对其进行检验和试算,对有限元模型的
模型的建立
悬架连接处的节点进行约束后,分别对个坐标
. 模型的简化轴方向施加一定的载荷,观察结果并修正,最终建
客车的车身骨架主要由矩形梁与各种板壳立的有限元模型如图所示。
件焊接或铆接而成,是一个复杂的空间梁结构。
因此,在建立骨架的有限元模型时,须参照客车
的实际骨架结构对其进行适当的简化处理:
忽略非承载件,如扶手、各种踏板、车