混合动力全承载客车车身结构轻量化研究

发布时间：2017-10-10 12:36

  本文关键词：混合动力全承载客车车身结构轻量化研究

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【摘要】：汽车的普遍使用,加剧了能源的消耗,混合动力和汽车轻量化成为节能减排、环境保护研究工作中的重点之一。本文在调研国内外客车轻量化研究的基础上,采用有限元方法,对混合动力客车全承载车身结构进行了轻量化研究,提出了一种车身骨架的局部连接结构,实现了车身轻量化目的。首先,本文查阅大量轻量化材料的文献及材料手册,利用面向对象的数据库工具Access,建立了汽车轻量化材料数据库,为工程人员在车身骨架结构设计中,选取合适的轻量化材料提供了一定的信息来源。其次,通过对某款混合动力全承载客车车身结构的分析,采取了一些简化措施,在ANSYS中建立了车身骨架的三维几何模型。在此基础上,对几何模型定义材料属性及单元类型,建立了车身骨架的三维有限元模型。通过确定汽车行驶四种典型工况(水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急制动工况及紧急转弯工况)的边界条件,对该车身骨架行了静态分析,获得了车身骨架各工况下的应力和位移分布,同时进行了车身骨架强度和刚度两方面的评价分析。最后,根据静态分析结果,提出了一种车身骨架轻量化方案,确定了合适的局部钢/铝的连接方式,建立了局部钢/铝连接的车身骨架结构。在此基础上,对该轻量化车身骨架结构进行了有限元分析,经过改进前后的结果对比,该轻量化车身骨架满足强度、刚度要求,同时车身质量降低了9.87%。本文研究的轻量化方案具有一定可行性,为混合动力客车的车身轻量化设计提供了一定参考。
【关键词】：混合动力全承载客车 轻量化材料数据库 车身骨架 静态分析 轻量化
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 课题研究的背景及意义13-14
• 1.2 全承载客车车身轻量化的研究现状14-17
• 1.2.1 国内现状14-15
• 1.2.2 国外现状15-16
• 1.2.3 存在的问题16-17
• 1.3 本课题的主要研究内容17-18
• 2 轻量化材料数据库的建立18-27
• 2.1 典型的轻量化材料18-21
• 2.1.1 合金类材料18-19
• 2.1.2 高强类材料19-20
• 2.1.3 非金属材料20-21
• 2.2 汽车轻量化材料数据库21-26
• 2.2.1 Access简介21-22
• 2.2.2 车身轻量化材料数据库的关键技术22-24
• 2.2.3 汽车轻量化材料数据库的创建24-25
• 2.2.4 应用举例25-26
• 2.3 车身轻量化材料选择26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 客车车身骨架有限元模型的建立27-34
• 3.1 有限元分析方法简介27-28
• 3.2 客车车身骨架有限元模型生成28-33
• 3.2.1 几何模型的建立28-29
• 3.2.2 单元、材料的选取29-30
• 3.2.3 悬架模拟30-31
• 3.2.4 网格划分和载荷处理31-33
• 3.3 本章小结33-34
• 4 客车车身骨架的有限元静态分析34-54
• 4.1 评价车身骨架结构的技术指标34-36
• 4.2 典型工况下的静态分析36-52
• 4.2.1 水平弯曲工况36-40
• 4.2.2 紧急制动工况40-44
• 4.2.3 极限扭转工况44-48
• 4.2.4 紧急转弯工况48-52
• 4.3 结果讨论与分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 车身骨架结构的轻量化改进及分析对比54-64
• 5.1 车身骨架轻量化方案54-59
• 5.1.1 铝合金材料的选择54-55
• 5.1.2 钢/铝连接方式的确定55-58
• 5.1.3 局部钢/铝连接的轻量化车身骨架结构58-59
• 5.2 典型工况下的静态分析59-62
• 5.3 车身骨架改进前后的有限元对比62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 总结64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果69-70
• 致谢70

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本文编号：1006450