基于拓撲優(yōu)化與靈敏度分析的公交車車身骨架輕量化.pdf

1、公交車是人們出行的重要交通工具，其輕量化能有效提高載客量，實現(xiàn)節(jié)能減排。車身骨架是客車的主要承載結(jié)構(gòu)，對其進行輕量化研究具有重要意義。
　　依據(jù)有限元思想，運用現(xiàn)代優(yōu)化理論，采用優(yōu)化設(shè)計方法，借助有限元軟件，對某客車公司的公交車車身骨架進行了輕量化研究。以構(gòu)建的公交車三維數(shù)字模型為基礎(chǔ)，模擬了公交車懸架系統(tǒng)以及車身骨架有限元模型，進行了典型四種工況即水平彎曲、極限扭轉(zhuǎn)、緊急制動、急速轉(zhuǎn)彎工況的模擬，分析了骨架靜態(tài)特性。通過車身骨架

2、自由模態(tài)的低階振動情況分析了骨架動態(tài)特性，得到了骨架的強度、剛度以及低階振動頻率的參數(shù)。以骨架的一階彎曲頻率、一階扭轉(zhuǎn)頻率、彎曲柔度以及扭轉(zhuǎn)柔度為約束條件，以體積最小為目標函數(shù)，對骨架進行了拓撲優(yōu)化。以拓撲優(yōu)化結(jié)果為依據(jù)，選取371組桿件為設(shè)計變量，對骨架進行了靈敏度分析。
　　根據(jù)拓撲優(yōu)化和靈敏度分析的結(jié)果，結(jié)合企業(yè)對定型產(chǎn)品的規(guī)定要求以及鋼結(jié)構(gòu)材料的國家標準，提出了車身骨架的輕量化方案，使骨架質(zhì)量減輕了240kg。與原骨架相比