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基于强刚度特性的客车骨架结构轻量化设计
| 论文题名： | 基于强刚度特性的客车骨架结构轻量化设计 |
| 关键词： | 客车;断裂统计;强刚度特性;骨架结构;轻量化设计 |
| 摘要： | 随着我国经济高速发展，人们出行需求不断提升,客车作为主要的公共交通工具，其性能要求正逐年提高。客车轻量化不仅能解决节能减排的社会问题，还能提高汽车的操稳性、舒适性等性能。对于传统的车辆，整车质量每减轻10％，油耗可降低8%左右，排放减少4%。因此，轻量化设计具有十分重要的意义。 针对国产某款12米大客车，开展骨架强度、刚度及模态分析。采用Hyperworks软件建立客车的有限元模型，首先在弯曲、扭转、紧急制动及紧急转向4组工况下研究骨架的强度特性，分析总结客车车身骨架应力分布规律。随后求解该客车车身的扭转及弯曲刚度。最后基于Block Lanczos方法开展骨架的模态特性分析，提取客车前十阶模态进行性能评估。结果显示，该整车总体上满足强度及刚度设计要求，骨架可避免与悬架与发动机的共振。但局部材料利用率不高，骨架存在较大的减重空间。 开展客车骨架典型断裂的事故案例分析。收集整理国内公路客车的136辆客车的断裂案例，对骨架断裂分布、破坏形式统计分析，以此来揭示我国公路客车的运行特点及设计薄弱环节。结果表明：在我国当前运营的客车中，前桥与后桥骨架、车门与车窗腰梁为材料断裂的密集区域。 根据断裂案例统计与应力分布情况以及模态结果，合理选取设计变量，提取客车四种工况下系统刚度变量进行了灵敏度分析。在满足客车刚度与强度要求的前提下，结合方钢截面尺寸设计与厚度优化方法，进行结构改进及轻量化设计。结果表明，优化设计后的客车强度、刚度及模态特性可得到较好的保证，骨架减重206Kg。 |
| 作者： | 张翔 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄红武;彭倩;韩锋钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门理工学院 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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