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(jì)中一種快捷、有效的輔助工具。在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，它對提高汽車動(dòng)、靜態(tài)性能和優(yōu)化車身、車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，縮短新車開發(fā)周期，節(jié)約開發(fā)費(fèi)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(jìn)意見，使結(jié)構(gòu)能夠滿足強(qiáng)度和剛度要求，己經(jīng)成為車身設(shè)計(jì)的重要組成部分。隨著計(jì)算機(jī)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(dòng)態(tài)特性分析和模態(tài)分析

2、等領(lǐng)域。實(shí)踐證明，利用有限元法對客車車身骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是有效的，可進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)分析，并對結(jié)構(gòu)的承載特性和振動(dòng)特性進(jìn)行評價(jià)，充分認(rèn)識其強(qiáng)度和固有振型，了解車身可能會(huì)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(qiáng)度計(jì)算的有限元模型并進(jìn)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(shí)際運(yùn)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(dòng)及急速轉(zhuǎn)彎等工況，詳盡地進(jìn)行了車身骨架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算。然后計(jì)算了客車骨架的自由振動(dòng)模態(tài)，研究了如何使用ANSYS軟件進(jìn)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(jìn)設(shè)計(jì)做出了有益的嘗試。 優(yōu)化設(shè)計(jì)是本文研究的另一個(gè)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(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性并減少排放。本文優(yōu)化