客車車身骨架有限元建模及優(yōu)化分析.pdf

1、有限元分析是現(xiàn)代工程設(shè)計中一種快捷、有效的輔助工具。在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中，它對提高汽車動、靜態(tài)性能和優(yōu)化車身、車架結(jié)構(gòu)設(shè)計，縮短新車開發(fā)周期，節(jié)約開發(fā)費用，均具有重要意義。將有限元技術(shù)應(yīng)用于客車車身的結(jié)構(gòu)分析，提出改進意見，使結(jié)構(gòu)能夠滿足強度和剛度要求，己經(jīng)成為車身設(shè)計的重要組成部分。隨著計算機及其技術(shù)的發(fā)展，各種大型有限元軟件，如ANSYS，NASTRAN，PARTRAN等紛紛推出，有限元技術(shù)廣泛被應(yīng)用于車身結(jié)構(gòu)的靜動態(tài)特性分析和模態(tài)分析

2、等領(lǐng)域。實踐證明，利用有限元法對客車車身骨架結(jié)構(gòu)進行分析是有效的，可進行靜動態(tài)分析，并對結(jié)構(gòu)的承載特性和振動特性進行評價，充分認識其強度和固有振型，了解車身可能會有的應(yīng)力和變形情況。 以某型國產(chǎn)客車為例，在工程圖紙的基礎(chǔ)上，首先利用ANSYS軟件建立了全車骨架結(jié)構(gòu)的幾何模型。然后利用梁單元，建立了供強度計算的有限元模型并進行了簡化。在有限元模型的建立過程中，不但考慮了邊界條件的處理與簡化，還考慮了骨架結(jié)構(gòu)以及作用在其上的載荷的處

3、理方法。結(jié)合客車在實際運行中出現(xiàn)的四種典型工況，如直線勻速行駛，路面高低不平出現(xiàn)單輪瞬間懸空，緊急制動及急速轉(zhuǎn)彎等工況，詳盡地進行了車身骨架結(jié)構(gòu)的強度計算。然后計算了客車骨架的自由振動模態(tài)，研究了如何使用ANSYS軟件進行客車車身結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，獲得了車身的固有頻率及相應(yīng)的振型，為車身結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計做出了有益的嘗試。 優(yōu)化設(shè)計是本文研究的另一個方面。汽車優(yōu)化不僅可以節(jié)省材料，而且有利于提高整車的動力性和經(jīng)濟性并減少排放。本文優(yōu)化