全承载式客车车身结构轻量化研究.pdf

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1、第56卷第1期农业装备与车辆工程2018年1月Vol.56No.1AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGJanuary2018doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2018.01.016全承载式客车车身结构轻量化研究郭聪聪，朱思贤，祝国强，陈子阳（211800江苏省南京市南京农业大学工学院）[摘要]结合当代汽车行业发展对于车身轻量化的新需求，通过搜集某款客车车身CAD以及UG三维图纸，利用Workbench建立了车身骨架有限元模型。分析了4种工况下客车车身骨架的应力应变分布，提出了相应结构上的轻量化改进方案，在保证车身在不同工况

2、下刚度、强度要求的前提下，车身重量相对原来减轻了4.916%，达到了车身轻量化的目的。[关键词]客车车身;有限元分析;刚度强度分析;轻量化+[中图分类号]U463.822[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2018)01-0068-05LightweightResearchonBodyStructureofPassengerCarGuoCongcong,ZhuSixian,ZhuGuoqiang,ChenZiyang（CollegeofEngineering,NanjingAgricultureUniversity,NanjingCity,JiangsuProvince2118

3、00,China）[Abstract]Combinedwithnewdemandofdevelopmentofautomobileindustry,throughcollectionofabusbodyCADandUGthree-dimensionaldrawings,finiteelementmodelofbodyframeisestablishedbyWorkbench.Thenweanalyzedthedistributionofstressandstrainofthebusbodyframeinfourcases,putforwardcorrespondinglightweight

4、structureofimprovedscheme,toensurethecarbodyweightreducedby4.916%comparedwiththeoriginalunderdifferentconditionsofstiffnessandstrengthrequirements,andreachtheobjectiveofbodylightweight.[Keywords]busbody;finiteelementanalysis;stiffnessandstrengthanalysis;lightweight0引言1.2车身模型的简化及建立流程1.2.1模型简化现阶段车身轻

5、量化常采用的方法是对车身骨[1]承载式客车车身一般都采用矩形梁、异形梁架进行结构上改进。本文首先采用ANSYS软和少部分槽钢、钢板等，各梁间连接方式主要为件建模，计算某款全承载式客车车身骨架在水平[2]焊接。为了方便建模和计算，在不影响应力和变弯曲、极限扭转、紧急制动、急转弯4种工况下形的情况下，采取了一些简化措施：（1）忽略的应力以及变形，并对应力集中处提出结构上的车身蒙皮对车身强度的影响。（2）把车身各杆改进，确定最终的结构改进方案。对轻量化后的件看作矩形直梁。（3）梁间连接方式看作焊接。车身骨架进行质量计算以及强度和刚度的校核，（4）忽略对车身骨架应力分布影响较小的小尺分析结果表明改

6、进后的方案可行。寸结构，并将曲率较小的梁看作直梁。1车身骨架有限元模型的建立1.2.2建模流程（1）根据改型客车已有的CAD图纸及UG1.1车身结构特点三维图，利用Workbench的参数化建模来初步建全承载客车受撞击时，其全承载式结构充分[3]立车身骨架的几何模型。其中，空间框架结构利用了圆弧的物理特性，使得整车受力点分布更采用梁单元模拟；空气弹簧采用弹簧单元模拟；加均匀，骨架更加牢固，骨架强度甚至可达同类焊接部位采用短梁、异形梁连接处理。（2）根半承载式客车的3~6倍，发生事故时能给乘客更据以上车身骨架所采用梁的截面形状定义截面参大的生存空间。由于客车多在平稳的城市道路和数，将车身骨架

7、划分为顶盖、前围、后围、左侧公路上行驶，行驶过程中所受震动不高，因此采围、右侧围和底架6部分，生成车身骨架以及等用全承载式车身具有更高的安全性和更轻的质量。效悬架系统的有限元模型。为了更直观地表现出收稿日期:2017-04-15修回日期:2017-04-25建模流程，大致流程图如图1所示。第56卷第1期郭聪聪等：全承载式客车车身结构轻量化研究69CAD图纸、UG三维图2010《营运客车类型划分及等级评定》标准，中参数化建