面向安全逃生的电动公交客车结构优化设计及分析

发布时间：2017-11-12 22:14

  本文关键词：面向安全逃生的电动公交客车结构优化设计及分析

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【摘要】：公交客车作为一种运输大量乘客的大众运输服务工具,由于其载客量大等特点,运输过程中发生事故时容易造成群死群伤和严重的经济损失。为了适应公交客车的发展要求,提高乘员在发生紧急情况下的逃生率,广州某客车厂研发了一款加装左侧逃生门结构的电动公交客车,由于加装逃生门使客车车身骨架形成中空开环结构,导致车身侧围骨架结构刚度不足及上部结构强度不符合法规要求等结构安全性问题。为此,论文提出面向安全逃生的电动公交客车结构优化设计方法,该方法基于折衷规划设计理论对客车车身骨架结构进行多工况拓扑优化设计,进而对拓扑结果进行可制造化处理并进行尺寸优化设计,最后得到结构性能优良的面向安全逃生电动公交客车车身骨架。首先以一款基于逃生的电动公交客车样车骨架为研究对象,基于HyperMesh建立其有限元模型,并通过客车有限元模型的弯曲刚度仿真分析和实车的弯曲刚度实验对比分析,验证所建客车骨架有限元模型的正确性及可靠性。在此基础上,基于HyperWorks有限元分析软件分析了其满载弯曲、扭转典型工况下客车骨架结构静力学强度及刚度水平;进而,基于LS-DYNA建立该款客车侧翻碰撞模型,通过检验侧翻过程车身骨架抗变形能力,并依据ECE-R66法规对其侧翻碰撞安全性进行评价。然后,针对加装逃生门的车身侧围骨架结构刚度较低及其上部强度不符合法规要求的结构安全性问题,研究了面向安全逃生的电动公交客车车身结构优化设计方法,基于折衷规划数学理论建立该款公交客车车身多工况拓扑优化模型,通过车身结构拓扑优化获取了该款客车车身合理载荷路径;进而,结合客车车身设计要求对拓扑结果进行可制造化处理,获取拓扑优化后的客车骨架结构。然后,建立带有车身骨架截面厚度属性的客车车身尺寸优化模型,获取车身骨架的最优厚度值。最后将优化后的面向安全逃生电动公交客车骨架与基于逃生的原客车骨架性能进行分析对比,结果表明,面向安全逃生的客车骨架解决了原骨架侧围结构刚度较低及侧翻仿真测试下上部强度不符合法规要求等结构安全性问题,且客车骨架在满足各项性能要求的前提下,减重3.23%,其轻量化水平亦有一定提高。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.13

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本文编号：1177840