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城市客车车身骨架静动态特性研究
| 论文题名： | 城市客车车身骨架静动态特性研究 |
| 关键词： | 城市公交车;有限元方法;静态特性;动态特性;车身骨架 |
| 摘要： | 客车主要靠车身承受载荷，车身结构的性能优劣对客车整车性能有很大影响。使用有限元分析方法进行客车车身设计，可以克服传统设计方法的种种弊端，有助于降低产品开发成本，提高设计效率和客车整体性能。通过对客车车身进行静、动态特性分析和相关试验，能够掌握客车车身骨架的应力分布状况，得出车身骨架结构的强度、刚度特性以及动态特性;利用所得的有限元分析结果，可以对车身结构的性能进行评估，并为结构的改进设计提供理论依据。 本文以某企业生产的一款城市公交车为研究对象，公交车的相关资料以及AUTOCAD工程图纸等均由厂家提供。通过查阅众多相关文献并对该车车身结构进行充分研究之后，使用CATIA软件建立了客车车身骨架的三维几何模型，并在原有结构的基础上对某些部位特征进行了简化处理后，将最终的几何模型导入到HYPERMESH软件中，选用壳单元对几何模型进行网格划分，得到客车车身骨架的有限元模型，并在此基础上使用MSC.PATRAN&NASTRAN软件对车身骨架的静、动态特性进行分析。 在静态分析中，选取了客车实际运行情况中可能遇到的四种典型工况，如水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急转弯工况以及紧急制动工况，分别得到了车身骨架模型的应力及变形分布云图。静态分析结果显示，车身骨架在四种工况中的应力水平分布并不高，最大应力都没有超出所用材料的屈服极限;就变形状况而言，在极限扭转工况中左轮下沉时车身骨架相应部位产生了相对较大变形，这也跟实际情况较为相符。通过有限元静态特性分析结果可以看出，该车车身骨架强度足够，刚度尚可，能够满足使用要求。 为验证有限元模型的正确性以及有限元分析结果的可信性，在有限元分析结果的指导下根据GB/T6792-2009国家标准在企业总装车间对客车进行了静态应力和变形测量试验，并将试验结果与有限元计算结果进行了对比分析，得到的试验结果与有限元计算结果基本一致，这表明本文的有限元模型是正确的，有限元分析结果是可信的。 为探索该车车身骨架的动态特性，对车身骨架模型进行了模态分析，提取了车身骨架自由振动状态下的前十阶模态振型以及相应振动频率，计算结果所得到的车身骨架固有振动频率与客车实际行驶过程中的激励频率相互错开，这表明该车车身骨架的结构设计是趋于合理的。 本文针对该车的静动态特性研究方法同时也适用于其他类似问题的研究，有限元分析结果也可以作为该车进一步有限元分析以及车身结构改进设计的参考依据。 |
| 作者： | 毛国威 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王若平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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