黄海牌客车车身强度有限元分析

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1、黄海牌客车车身强度有限元分析

2、第1黄海牌某型客车是在原有设计结构基础上，应用户要求而开发的，底盘由原三级踏步改为二级踏步，车身内饰高增加了130mm改制而成的新型城市客车，其设计周期较短，存在一些设计不足。该车批量提交用户使用后陆续发现了一些问题，如车内顶棚颤动、车身骨架断裂、蒙皮撕裂、通道灯跌落等，为找出具体原因，为维修和后续车辆的再生产的改进设计提供理论依据，我们采用美国ANSYS公司软件对其整车骨架结构开展了模态和强度分析工作。整车结构有限元计算模型根据客车骨架是由矩形钢管焊接而成的空间杆系结构的结构特点，大多数经验表明对客车骨架来讲，由梁单元构成的有限元计算模型，精度可以满

3、足计算要求，同时解题规模也可以得到了有效控制，因此我们采用空间梁单元来模拟该车骨架结构。客车的使用情况非常复杂，车身承受的载荷很多，但理论分析、室内实验和使用情况表明，就其载荷性质而言，车身所受到的主要载荷为弯曲、扭转、侧向载荷和纵向载荷等几种。弯曲载荷主要产生于乘员、货物、自重、设备重量，该车的设备和乘员都按实际位置加载到等效的关键点上。扭转载荷产生于路面不平度对车身造成的非对称支承。作为对比计算，可用静态最大可能的扭矩（通常模拟一个车轮悬空的极限状态）。侧向载荷和纵向载荷主要来自转弯、制动（启动）等惯性力。由于时间要求较急，考虑到该车为后置客车，后部载荷相对较大，本次计算分析主

4、要讨论比较危险的满载情况下（即有设备自重，还有座席和站立乘员，共计100人）的弯曲、右后轮悬空、左后轮悬空三种载荷工况，同时对整车也做了模态分析，以比较全面考察该车的振动和强度问题。强度计算通过计算表明该车应力值并不是很大，各工况计算结果如下相应应力结果云图。弯曲工况：悬空工况（右后轮）悬空工况（左后轮）通过强度计算表明该车应力值并不是很大，三种工况的结构应力较大部位主要集中在车门四角、前后悬架后吊耳与纵梁连接处、后轮孔处，与用户反映断裂部位吻合。在弯曲和扭转工况下，后轮孔处、乘客门四角处的应力值都普遍较高，在车辆运行中交变载荷作用下容易引起疲劳断裂，是门立柱断裂和后轮孔处蒙皮撕裂

5、的主要原因。黄海牌某型客车是在原有设计结构基础上，应用户要求而开发的，底盘由原三级踏步改为二级踏步，车身内饰高增加了130mm改制而成的新型城市客车，其设计周期较短，存在一些设计不足。该车批量提交用户使用后陆续发现了一些问题，如车内顶棚颤动、车身骨架断裂、蒙皮撕裂、通道灯跌落等，为找出具体原因，为维修和后续车辆的再生产的改进设计提供理论依据，我们采用美国ANSYS公司软件对其整车骨架结构开展了模态和强度分析工作。整车结构有限元计算模型根据客车骨架是由矩形钢管焊接而成的空间杆系结构的结构特点，大多数经验表明对客车骨架来讲，由梁单元构成的有限元计算模型，精度可以满足计算要求，同时解题规

6、模也可以得到了有效控制，因此我们采用空间梁单元来模拟该车骨架结构。客车的使用情况非常复杂，车身承受的载荷很多，但理论分析、室内实验和使用情况表明，就其载荷性质而言，车身所受到的主要载荷为弯曲、扭转、侧向载荷和纵向载荷等几种。弯曲载荷主要产生于乘员、货物、自重、设备重量，该车的设备和乘员都按实际位置加载到等效的关键点上。扭转载荷产生于路面不平度对车身造成的非对称支承。作为对比计算，可用静态最大可能的扭矩（通常模拟一个车轮悬空的极限状态）。侧向载荷和纵向载荷主要来自转弯、制动（启动）等惯性力。由于时间要求较急，考虑到该车为后置客车，后部载荷相对较大，本次计算分析主要讨论比较危险的满载情

7、况下（即有设备自重，还有座席和站立乘员，共计100人）的弯曲、右后轮悬空、左后轮悬空三种载荷工况，同时对整车也做了模态分析，以比较全面考察该车的振动和强度问题。强度计算通过计算表明该车应力值并不是很大，各工况计算结果如下相应应力结果云图。弯曲工况：悬空工况（右后轮）悬空工况（左后轮）通过强度计算表明该车应力值并不是很大，三种工况的结构应力较大部位主要集中在车门四角、前后悬架后吊耳与纵梁连接处、后轮孔处，与用户反映断裂部位吻合。在弯曲和扭转工况下，后轮孔处、乘客门四角处的应力值都普遍较高，在车辆运行中交变载荷作用下容易引起疲劳断裂，是门立柱断裂和后轮孔处蒙皮撕裂的主要原因。黄海牌某型

8、客车是在原有设计结构基础上，应用户要求而开发的，底盘由原三级踏步改为二级踏步，车身内饰高增加了130mm改制而成的新型城市客车，其设计周期较短，存在一些设计不足。该车批量提交用户使用后陆续发现了一些问题，如车内顶棚颤动、车身骨架断裂、蒙皮撕裂、通道灯跌落等，为找出具体原因，为维修和后续车辆的再生产的改进设计提供理论依据，我们采用美国ANSYS公司软件对其整车骨架结构开展了模态和强度分析工作。整车结构有限元计算模型根据客车骨架是由矩形钢管焊接而成的空间杆系结构的结构特点