客車車身結構設計及分析

1、,客車車身結構設計及分析,機械設計制造及其自動化,答辯人：李兆飛,,延邊大學,YAN BIAN UNIVERSITY,,,01,02,03,04,05,緒論背景,研究思路方法,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,CONTENTS,目 錄,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,1.1 研究背景,研究背景概述,,,,01在一個新車型的開發(fā)中，40%的設計師和工程師是從事車身相關的開發(fā)。車身已經(jīng)成為汽車產品中最活躍的因素。

2、,02目前國內應用有限元技術在車身結構的研究主要集中在以重量最輕為目標，通過對扭轉和彎曲兩種工況進行強度和剛度的優(yōu)化，通過模態(tài)分析的得到結構的固有頻率，從而避免共振。,03我國的客車工業(yè)比發(fā)達國家弱后很多關鍵在于車身技術的落后。因此，此設計分析的結果對如何優(yōu)化車身的結構很有意義。,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,2.1 設計原理,,? 將結構離散化，用有限個容易分析的單元來表達復雜的對象，單元之間通

3、過有限個節(jié)點來連接。根據(jù)變形協(xié)調條件綜合求解，只要改變單元的數(shù)目，就可以得到與真實情況無限接近的解。? [K]{U}={Q}[K]——結構整體的剛度矩陣{U}——節(jié)點位移矩陣{Q}——節(jié)點載荷矩陣 空間梁單元,,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,2.1 設計

4、原理,有限元法分析的一般流程,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,2.2 研究思路概述,1,4,3,2,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,3.1 車身模型的建立,① 前圍曲面是由c1、c2、c3曲線組成。② 后圍曲面由c7曲線沿著c9曲線掃掠而成。③ 車身兩邊的曲面由c6曲線平行地沿著c8掃掠而成。④ 頂蓋曲面由c2、c4、c9曲線平行地沿著c3曲線掃掠而成。,車身的主要輪廓線

5、,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,3.2 車身骨架的設計,橫梁平面草圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,①典型的半承載式客車車身,②車身骨架有限元模型圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,3.3 載荷處理,車身骨架的載荷施加圖,自由度約束,施加重力加速度,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,4.1 靜態(tài)分析,彎曲工況下車身的總變形圖,,,緒

6、論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,彎曲工況下等效應力云圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,左后輪懸空工況下車身的總變形圖,左后輪懸空工況下等效應力云圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,右后輪懸空工況下車身的總變形圖,右后輪懸空工況下等效應力云圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,前十階模態(tài)振型圖,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,

7、論文總結,前十階模態(tài)振型圖,發(fā)動機怠速轉速頻率的經(jīng)驗公式,本文采用四沖程四缸發(fā)動機怠速轉速為750r/min發(fā)動機的怠速轉速頻率25HZ,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,4.2 模態(tài)分析,車身骨架前十階模態(tài)頻率,,,緒論背景,研究思路,關鍵技術難點,研究成果,論文總結,5. 論文總結,,課題基本結論,骨架材料的許用屈服應力[σ]=153 MPa，底架材低合金結構鋼的許用屈服應力[σ]=220 MPa,,