文档介绍：第卷第期机械研究与应用
l7 l Vol l7 No l
年月
2004 3 MECHANI CAL RESEARCH APPLI CATI ON 2004-03
低地板城市电动客车车架结构有限元分析及其轻量化设计 e
孟庆功徐宝云黄华
! !
北京理工大学北京
( 9 )
摘要利用软件对低地板城市电动客车车架结构进行有限元分析计算该客车在弯曲转弯刹车扭转四种工况下的应
! ANSYS 9 \ \ \
力根据计算结果提出降低车重的方案利用对改进的车型进行计算后结果表明该方案可行
9 ANSYS 9
关键词!车身5有限元5轻量化5
中图分类号文献标识码文章编号
!THl64 !A !l007 -44l4 (2004 )0l -005l -02
车身骨架模型的建立"1 #
1
目前9在用有限元进行车架结构计算时9采用的最多的方
法是梁单元计算方法其优点是划分的单元数目和节点数目
少9计算速度快9而且模型的前处理工作量不大
由于整个车身骨架的绝大多数梁是由矩形钢管焊接而
成另外还有一些槽钢等所以应用软件建模时取图前桥等效图
9 9 9 ANSYS 9 l
各构件之间的连接点\ 集中载荷的作用点作为有限元模型的
关键点
采用梁单元计算时做了一些简化略去非承载物件
9 : ① 5
对个靠得很近但并不重合的交叉连接点简化为个节点
② 2 l
处理对于个靠得很近的梁根梁中间加横梁对
5③ 2 92 9 l ④
于结构上的台肩\ 凹槽\ 翻边等对截面特性影响不大的特征予
以忽略
根据理论分析手册柔性准则方程 2
ANSYS 9 :GAL / EL >
车身骨架的分析单元类型选用该分析单元适用图后桥等效图
30 9 Bea ml88 9 2
于分析细长或中等厚度的梁结构是节点
Bea ml88 2 (NODE )
梁单元每个节点有个自由度包括个线位移自由度弯曲工况
9 6 9 3 X 9Y 9 2 .1
和个方向的旋转自由度车架材料的杨氏模量为根据客车车身骨架应力变形测量方
Z 3 X 9Y 9Z GB/ T6792 -l996 < \
5 泊松比密度为 3 3 为准确模法弯曲工况计算主要是对客车满载状态下四轮着地时的
2 .l >l0 MPa 9 0 .3 9 7 .85 >l0 kg/ m > 9 9
拟各种计算工况的边界条件9对前\ 后车架的空气弹簧和轮胎结构强度和刚度进行校核9主要模拟客车在良好路面下匀速
采用弹簧单元前后桥以及车轮的等效图如图所
co mbi nl4 9 \ l 直线行驶时的应力分布和变形情况
示图中是采用个弹簧单元来代替轮胎
l l \2 l Co mbi nl4 9 载荷处理本计算中9将电池\ 变速箱\ 逆变器\ 空压机等
其刚度取为 6 为空气弹簧也是采用个弹簧
l .3 >l0 N/ m93 \4 9 l 均作为集中载荷9根据其质心位置以及与车身骨架之间的连
单元来表示刚度为 5 图中表示个空接部位分摊到相应的关键点上乘客和座椅质量按均布力分
9 2 >l0 N/ m 2 5 \6 \7 \8 4 5
气弹簧刚度均为