文档介绍：客车车身结构型式按承载方式可分为非承载式、半承载式和全承载式。三种结构型式在承载方式、结构设计原理以及加工制造工艺上均有明显不同。全承载式车身骨架与其他两种车身结构相比,其突出特点是没有相对独立的底盘车架,客车载荷主要靠由小截面型材焊接而成的封闭骨架承受。所以全承载式客车车身必须具有足够的强度,保证其使用寿命和足够的刚度,以保证其使用要求。有限元分析(FEA)技术具有缩短研发周期和降低研发费用等特点,在车辆产品开发前期进行计算模拟是最佳选择,在客车车身骨架强度刚度分析中获得了广泛的应用。本文以某1 2 m长的全承载式客车车身结构为研究对象,应用FEA软件 HYPERWORKS对其结构进行静力学分析。根据文献[2]介绍,建立客车车身骨架有限元模型的方法大致有两种:一种是单元类型以梁单元为主, 模型简单,计算结果误差较大,适合动力学仿真分析;另一种是单元类型以壳单元为主,模型精确,可保证在客车开发初期阶段得到较精确的结构强度和刚度计算结果,保证结构的优化安全设计,但前处理建 1 客车车身骨架有限元模型模工作量大。综合两种情况,本文以壳单元为主,辅以必要的梁单元和弹簧单元。全承载式客车有限元分析按以下步骤进行。 1)掌握所研究对象的结构特点:车身骨架由六部分组成:前、后围,左、右侧围,顶盖和底架。其多数是由几种矩钢管焊接而成,如30×50×、40× 50×、50×50×,顶盖有安装空调和内行李架的埋块。侧围设计有连接座椅的带凹槽铝板。底架行李舱等处设计有增强作用的三角板。 2)利用C AE 分析软件与三维建模软件的接口技术,将客车车身骨架三维几何模型的IG ES 格式导入 HYPERMESH软件中。HYPERMESH模块最显著的特点是具有强大的有限元网格前、后处理功能,以不同截面形状型材焊接成的客车车架,以壳单元为主,一般情况最小边至少有两个单元。前、后悬架的上下推力杆等选用梁单元。前、后空气弹簧选用弹簧单元。单元尺寸约为10~1 5 mm。底架有几处增加了三角板支架,采用壳单元模拟,壳单元与壳单元、壳单元与梁单元之间均用刚性单元连接。 3)明确求解对象的技术条件要求、结构型式和尺寸要求,确定边界约束条件,模拟各型材焊接关系。定义所采用材料属性及简化处理几何模型。最后建立形基于有限元的全承载式客车车身强度刚度分析于国飞(厦门理工学院机械工程系,福建厦门 361024) 摘要: 关键词: 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: 应用有限元分析方法,对某全承载式客车车身骨架在弯曲和扭转工况下进行结构强度、扭转刚度的计算分析。全承载式车身;客车骨架;强度刚度;有限元法 3 1 A 1006-3331(2010)04-0014-03 Abstract: Ke y words: B y usin g th e finit e elemen t analysi s method , th e autho r calculate s an d analyze s th e structural strengt h an d torsiona l stiffnes s o f th e monocoqu e bu s bod y fram e i n bendin g an d torsio n operatin g conditions