基于ANSYS的客车车身骨架有限元分析与优化-论文.pdf

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1、第18卷第3期上海电机学院学报VoI．18NO．32Ol5年JOURNALOFSHANGHAIDIANJIUNIVERSITY2O15文章编号2095—0020(2015)03—0146—06基于ANSYS的客车车身骨架有限元分析与优化乌秀春，郑文强，赵雪双。(1．上海电机学院汽车学院，上海200245；2．上海同捷科技股份有限公司，上海201206；3．北京汽车研究总院有限公司，北京101300)摘要：采用梁单元的方法建立车身骨架有限元模型，验证其正确性。对客车骨架进行静力学分析和模态分析，得到了该型客车的固有

2、频率和振型，利用APDL参数化设计语言对车身骨架进行优化分析设计。结果显示，车身骨架总质量较优化前减轻了3．48，优化后整体的应力分布更加均匀，车身动态性能有了一定程度的提高。关键词：客车；车身骨架；有限元；模态分析；优化设计中图分类号：U469．1文献标志码：AFiniteElementAnalysisandOptimizationofBusBodyFrameUsingonANSYSWUXiuchun．ZHENGWenqiang．ZHOUPan，(1．SchoolofAutomobile，ShanghaiDia

3、njiUniversity，Shanghai200245，China；2．ShanghaiTJInnovaEngineering&TechnologyCo．，Ltd．，Shanghai201206，China；3．BeijingAutomotiveTechnologyCenterCo．，Ltd．，Beijing101300，China)Abstract：AfiniteelementmodeliSestablishedandverifiedforthebodyframeofabususingthemethodofb

4、eamelement．Staticandmodalcharacteristicsofthestructureofbusbodyframeareanalyzedtofinditsinherentfrequencyandvibrationtype．AnoptimizationanalysisprogramforthebodyframeisdevelopedusingAPDL．Theresultsshowthattheframemassisreducedby3．48afteroptimization．Theoveral

5、1stressdistributioniSmoreuniform，andvehicledynamicperformanceisimproved．Keywords：bus；bodyframe；finiteelement；modalanalysis；optimizationdesign客车车身作为重要的承载部件，其质量和静、动态性能，因此，对客车骨架进行必要的有制造成本约占整车质量和制造成本的4O～限元分析和优化设计有着十分重要的意义。文600o。目前，国内客车骨架设计主要以经验为献[1]中采用尺寸优化的方法，对某型

6、客车车身主，不仅导致骨架质量增加，而且缺乏良好的骨架进行优化分析研究，使得车身骨架质量减收稿日期：2015—04—27基金项目：上海电机学院学科基础建设项目资助(12XKJC02)作者简介：乌秀春(1973一)，女，教授，博士，主要研究方向为车辆CAD／CAE技术，E—mail；WUXC@sdju．edu．cn2015年第3期鸟秀春，等：基于ANSYS的客车车身骨架有限元分析与优化147少6．7％。文献[2]中采用壳单元的形式建立屈服强度为345MPa。客车骨架有限元模型，对车身骨架进行弯曲、扭1．3载荷的确定转

7、、制动和转弯工况下的有限元分析，得到其应为准确地模拟客车车身实际承载情况，需要力分布规律。文献[3]中通过对半承载车身骨对车身模型进行质量的分配和校核l_】。处理时，架进行强度分析和灵敏度分析，提出了合理的根据载荷分布的不同，按照集中载荷和均布载荷优化方案。文献[4]中利用有限元软件对客车分别施加。如蓄电池、压缩机、座椅等以集中载荷车身进行有限元建模，将静态分析结果与测试的方式施加在相应的位置上；由于发动机刚度较结果进行对比，验证了模型的正确性。大，故也将其简化为集中载荷，分别作用在4个支本文综合国内外研究成果，

8、利用ANSYs软撑点上。内饰、地板等以均布载荷的方式施加。件对某型半承载式客车车身骨架进行有限元分对于骨架结构的自重，在ANSYS软件中以惯性析；根据分析结果，采用ANSYS参数化设计语力的方式施加。言(ANSYSParametricDesignLanguage，AP—骨架模型中，支撑悬架的底架部位网格划分DL)对车身骨架进行参数化优化设计，并对优为每段50mm，其他部位