承载式大客车整车侧翻试验有限元仿真分析

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1、分类号:U27;U4610710-2012122001硕士学位论文承载式大客车整车侧翻试验有限元仿真分析赵建宁导师姓名职称刘晶郁教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2015年6月10日论文答辩日期2015年6月16日学位授予单位长安大学FiniteElementSimulationAnalysisonIntegralBodyBusRolloverTestAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoJianningSupervisor：Prof.LiuJingyuChang’anUniversity,Xi’

2、an,China摘要随着客运行业的快速发展，大客车保有量逐年增加，客车发生侧翻事故而造成“群死群伤”的事件时有发生，已经引起了政府部门和企业的高度重视，客车的被动安全性及安全车身结构已成为现代客车技术的研究重点和热点。新版侧翻试验标准GB17578-2013《客车上部结构强度要求及试验方法》开始强制实施，促使企业进一步关注客车侧翻安全性。在此背景下，本文针对某6120大客车开展对客车车身骨架静态强度分析以及整车侧翻特性仿真研究。本文首先利用CAD图纸建立了CATIA三维骨架模型，利用HyperMesh和LsDyna分别建立了车身骨架有限元模型和整车侧翻仿真有限元模型。利用Opti

3、Struct分析了客车车身骨架在弯曲、扭转工况下的静态强度，得到了车身最大应力部件，结果说明强度满足要求；通过对车身骨架的模态分析，得到前10阶的模态频率及振型图，车身骨架前十阶模态的固有频率在8.52Hz~21.41Hz的范围内，满足频率范围5Hz～33Hz的设计要求。通过LS-DYNA对整车侧翻碰撞计算，利用HyperView与HyperGraph对结果进行后处理，对上部结构吸能、整车能量吸收、乘员生存空间侵入可能性以及质心速度和加速度进行了分析，在侧翻过程中上部结构能量吸收达92.1%，能够满足我国关于客车侧翻标准的法规要求；乘员生存空间安全余量小，最少处仅1.841mm。

4、针对侧围变形较大的问题，探讨了影响客车抗侧翻变形的设计原则并对相关规律进行了仿真验证。依据验证的规律进行结构改进，仿真结果表明改进可行，生存空间余量在总质量基本不变的情况下提高10.48mm。本文借鉴一种PH方法，对客车上部结构强度进行量化等级评价，经计算该大客车原评价参数DI值为0.428，星级评价结果为4星；结构改进后DI为0.397，星级评价结果为刚好达到5星，该评价方法可行有效。关键词：大客车，LS-DYNA，侧翻碰撞仿真，上部结构强度，等级评价。IAbstractWiththerapiddevelopmentofpassengertransportindustry,

5、thebusfleetincreasesyearbyyear.Eventsofmanypassengersdeathshaveoccurredbecauseofbusrolloveraccidents,whichhavecausedthegovernmentandenterprises’attention.Passengerpassivesafetyandsafetybodystructurehavebecomeresearchpriorityandfocusaboutmodernbustechnology.ThenewrolloverteststandardGB17578-20

6、13"Requirementsandtestmethodsofstrengthforthesuperstructureofbus"hasbeenenforced,whichencouragesenterprisestofurtherfocusonbusrolloversafety.Inthiscontext,thispapercarriedoutcertain6120bustodobusbodyframestaticstrengthanalysisandsimulationaboutvehiclerolloverfeature.InthispaperCATIA3Dskeleton

7、modelisestablishedaccordingtoCADdrawings,andinHyperMeshandLsDynathebodyframefiniteelementmodelandvehiclerolloversimulationfiniteelementmodelsareestablished.AnalysisonstaticstrengthofbusbodyframebyOptiStructinbendingandtorsionconditionsaredone