文档介绍：第3期2005年客车技术与研究设计·计算·研究·电动客车车身有限元分析及其轻量化设计代红军,林程(北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081)摘要:以某电动客车为例,对其车身强度进行ANSYS有限元分析,并对其进行轻量化设计。关键词:电动客车;客车车身;轻量化;有限元分析Abstract:Takingabatterybusasanexample,thepapersetsuptheanalysismodel,andmakesweight—:Electricbus;Busbody;Weight—lightening;FEA中图分类号:,2文献标识码:A文章编号:1006—3331(2005)03-0010-028m电动客车是国家“863”重点项目。作为电动客车,其动力总成为电池组。电动客车车架承载也与一般客车不同,一般后置式发动机客车安装发动机的位置,现放置电池,行李舱位置也放置电池,要求车身结构强度和刚度必须足够。而车身轻量化对提高客车的动力性,降低成本,延长行驶里程,提高经济性都有重要意义¨。因此,如何优化车身结构,在保证强度和刚度满足使用要求的情况下使其轻量化非常重要,而且也是该车设计中一个关键的问题1车身模型的建立(1)首先,通过在三维设计软件PROE上建立电动大客车的整车结构几何模型。然后,|2建立该车整车的详细有限元模型。如图1所示。(2)电动客车的骨架采用标准的矩型管型材组焊而成,因此,在用有限元进行车身结构计算时,采用梁单元模型,其优点是划分的单元数目和节点数目少,计算速度快,而且模型的前处理工作量不大。(3)采用梁单元时,做了以下一些简化:①略去蒙皮和某些非承载构件,如面板、窗玻璃等。②将车身中的各微曲梁直化处理,对侧围和顶盖中一些曲率较小的构件近似地看作由直梁单元分段组成。③对两个靠得很近但并不重合的交叉连接点简化为一个节点处理。④对两个并联焊在一起的梁当作一根梁,相应横截面积加大。⑤取约束、载荷作用点处为梁单元节点。模型中载荷、约束模拟真实的精确程度对整体结构的位移、应力影响很大。因而载荷的类型、作用点、大小,约束的类型、作用点应尽量逼近实际情况。图1车身骨架有限元模型图由于采用了简化处理,会使结果出现误差,但从简化措施来看,相当于降低了整车的强度和刚度,会使应力结果偏大,是一种偏安全的分析,因此是比较可靠的。2载荷和约束处理电动客车使用情况不是很复杂,基本上是在城市普通公路上行驶,因此选取弯曲、扭转、紧急制动和急转弯四种工况对车身结构进行计算分析。—1996((客车车身骨架应力、变形测量方法》,弯曲工况主要是对客车满载状态下,模拟客车在静态下,或良好路面下匀速直线行驶时的应力分布和变形情况。载荷处理:结构自重、各装备重量、乘客重量。座位上的乘客与座椅载荷分配到相近的节点上;站作者简介:代红军,男,北京理工大学机械与车辆工程学院硕士研究生;主要研究方向:纯电动大客车车身轻量化设计分析。l0·维普资讯·计算·研究·客车技术与研究2005年第3期立乘客载荷均布于车厢通道地板上,电池载荷均布于其支撑梁上;控制箱、空调、电机及其控制器、空气压缩机、电容等载荷则各自平均分配到相应的支撑