铰接电动公交车车身骨架轻量化设计
发布时间：2022-02-17 12:39
铰接式客车相对于传统客车,拥有更多的载客量。本文研究对象为某公司研制的纯电动铰接城市客车,整车以动力电池驱动,这种以电能代替传统燃料的客车具有污染小、噪音低的优点,是当今城市公交的主要发展方向。对客车车身骨架进行轻量化设计可有效降低整车质量,延长续航里程,优化车辆性能。本文在客车车身骨架有限元分析的基础上进行了优化设计,主要研究内容如下:（1）根据企业提供的铰接公交车车身骨架各总成二维图纸和相关参数在SolidWorks中建立三维数字化模型,并将其通过传输接口直接导入到ANSYS Workbench中。在Workbench中对其进行材料定义、中面抽取、网格划分和载荷确定等前处理工作,创建壳体和实体混合单元的车身骨架有限元模型。（2）对车身骨架有限元模型进行静态分析。校核铰接公交车在运行过程中可能会出现的四种工况下的强度及刚度,分析结果表明车身骨架静态结构性能满足使用要求。对车身骨架两处位置的钢架连接方式重新建立模型,通过有限元仿真结果表明共节点的方式可以较为精确的替代焊接单元,而铆接工艺相对于焊接工艺会降低车身结构的强度。（3）对车身骨架有限元模型进行模态分析。使用Block Lanc...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 本课题研究的意义
1.2 客车轻量化研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 车身骨架有限元模型的建立
2.1 有限元方法原理概述
2.2 论文应用软件简介
2.2.1 几何建模软件SolidWorks
2.2.2 有限元分析软件ANSYS Workbench
2.3 整车有限元模型的建立
2.3.1 模型简介
2.3.2 几何建模
2.3.3 模型导入
2.3.4 中面抽取
2.3.5 网格划分
2.3.6 连接处理
2.3.7 载荷确定
2.4 本章小结
第三章 车身骨架静态特性分析
3.1 客车骨架技术评定指标
3.1.1 强度指标
3.1.2 刚度指标
3.2 客车车身骨架工况分析计算
3.2.1 水平弯曲工况
3.2.2 极限扭转工况
3.2.3 紧急制动工况
3.2.4 紧急转弯工况
3.3 骨架不同连接工艺的分析
3.3.1 焊接与铆接特点分析
3.3.2 Spot Weld模拟焊接
3.3.3 Beam模拟铆接
3.3.4 有限元计算结果分析对比
3.4 本章小结
第四章 车身骨架动态特性分析
4.1 模态分析理论基础
4.2 车身骨架自由模态分析
4.3 自由模态结果分析
4.4 本章小结
第五章 车身骨架轻量化设计
5.1 车身骨架变量分组
5.2 客车车身骨架响应面优化
5.2.1 优化设计数学模型的建立
5.2.2 客车模型参数化
5.2.3 优化试验设计
5.2.4 参数灵敏度分析
5.2.5 响应面代理模型
5.2.6 基于Screening算法的车身骨架优化
5.3 车身骨架优化前后性能对比
5.3.1 优化前后静态性能对比
5.3.2 优化前后模态性能对比
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁主导下大城市常规公交发展战略思考[J]. 陈蛇. 城市公共交通. 2018(09)
[2]基于等寿命客车骨架优化方法研究[J]. 周美施,张铁柱,尹怀仙,张洪信,赵清海. 机械制造与自动化. 2018(04)
[3]基于拓扑优化与灵敏度分析的公交车车身骨架轻量化[J]. 丁明亮,严运兵,杨勇,陈涛,郑志阳,沈琪. 机械强度. 2018(02)
[4]国内外电动汽车发展现状及优化建议[J]. 罗文雲,周浩,于乐淘,李金宝. 中国集体经济. 2018(11)
[5]客车骨架局部结构的多工况拓扑优化设计[J]. 王文甲,吴长风,张勇,沈剑云,卢琳兆,沈斯哲. 客车技术与研究. 2018(01)
[6]基于BP神经网络的配电网可靠性关联因素灵敏度计算方法[J]. 田洪迅,王宏刚,万涛,王越,李浩松,李金,康泰峰,王婷. 电力系统保护与控制. 2017(19)
[7]动静刚度约束下客车骨架的轻量化设计[J]. 左文杰,马洪刚,桂春阳,李行. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(08)
[8]基于拓扑优化的纯电动大客车车身骨架轻量化多目标优化设计[J]. 王登峰,毛爱华,牛妍妍,魏建华,师雪超. 中国公路学报. 2017(02)
[9]美国电动汽车激励政策简析[J]. 杜志彬,庄恒国. 汽车工程师. 2016(10)
[10]基于ANSYS Workbench的某轿车车身刚度研究[J]. 邓晓龙,冯国胜,李鹏飞,马俊长. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2016(01)
硕士论文
[1]某旅游客车车身骨架的有限元分析与轻量化设计[D]. 景科.扬州大学 2018
[2]基于有限元法的结构体边界载荷反求及其断裂分析应用[D]. 何宇轩.浙江大学 2018
[3]中型客车车架静动态特性分析及结构优化[D]. 吴斌.湖南大学 2017
[4]纯电动客车车身骨架多目标轻量化设计[D]. 刘显春.合肥工业大学 2017
[5]基于多维数据的行程时间预测与可靠性研究[D]. 郭宇洁.北京交通大学 2017
[6]高速桁架机器人的力学分析及结构优化[D]. 刘超龙.南京航空航天大学 2017
[7]长途客车车身结构轻量化设计方法的研究[D]. 王贺成.大连理工大学 2016
[8]考虑动态峰值力的客车车身骨架轻量化研究[D]. 刘高君.青岛大学 2016
[9]某新型纯电动公交车整车有限元分析[D]. 张波.西南交通大学 2016
[10]生物质燃料不同低温燃烧模式的试验研究[D]. 钟小凡.天津大学 2016
本文编号：3629419
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 本课题研究的意义
1.2 客车轻量化研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 车身骨架有限元模型的建立
2.1 有限元方法原理概述
2.2 论文应用软件简介
2.2.1 几何建模软件SolidWorks
2.2.2 有限元分析软件ANSYS Workbench
2.3 整车有限元模型的建立
2.3.1 模型简介
2.3.2 几何建模
2.3.3 模型导入
2.3.4 中面抽取
2.3.5 网格划分
2.3.6 连接处理
2.3.7 载荷确定
2.4 本章小结
第三章 车身骨架静态特性分析
3.1 客车骨架技术评定指标
3.1.1 强度指标
3.1.2 刚度指标
3.2 客车车身骨架工况分析计算
3.2.1 水平弯曲工况
3.2.2 极限扭转工况
3.2.3 紧急制动工况
3.2.4 紧急转弯工况
3.3 骨架不同连接工艺的分析
3.3.1 焊接与铆接特点分析
3.3.2 Spot Weld模拟焊接
3.3.3 Beam模拟铆接
3.3.4 有限元计算结果分析对比
3.4 本章小结
第四章 车身骨架动态特性分析
4.1 模态分析理论基础
4.2 车身骨架自由模态分析
4.3 自由模态结果分析
4.4 本章小结
第五章 车身骨架轻量化设计
5.1 车身骨架变量分组
5.2 客车车身骨架响应面优化
5.2.1 优化设计数学模型的建立
5.2.2 客车模型参数化
5.2.3 优化试验设计
5.2.4 参数灵敏度分析
5.2.5 响应面代理模型
5.2.6 基于Screening算法的车身骨架优化
5.3 车身骨架优化前后性能对比
5.3.1 优化前后静态性能对比
5.3.2 优化前后模态性能对比
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁主导下大城市常规公交发展战略思考[J]. 陈蛇. 城市公共交通. 2018(09)
[2]基于等寿命客车骨架优化方法研究[J]. 周美施,张铁柱,尹怀仙,张洪信,赵清海. 机械制造与自动化. 2018(04)
[3]基于拓扑优化与灵敏度分析的公交车车身骨架轻量化[J]. 丁明亮,严运兵,杨勇,陈涛,郑志阳,沈琪. 机械强度. 2018(02)
[4]国内外电动汽车发展现状及优化建议[J]. 罗文雲,周浩,于乐淘,李金宝. 中国集体经济. 2018(11)
[5]客车骨架局部结构的多工况拓扑优化设计[J]. 王文甲,吴长风,张勇,沈剑云,卢琳兆,沈斯哲. 客车技术与研究. 2018(01)
[6]基于BP神经网络的配电网可靠性关联因素灵敏度计算方法[J]. 田洪迅,王宏刚,万涛,王越,李浩松,李金,康泰峰,王婷. 电力系统保护与控制. 2017(19)
[7]动静刚度约束下客车骨架的轻量化设计[J]. 左文杰,马洪刚,桂春阳,李行. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(08)
[8]基于拓扑优化的纯电动大客车车身骨架轻量化多目标优化设计[J]. 王登峰,毛爱华,牛妍妍,魏建华,师雪超. 中国公路学报. 2017(02)
[9]美国电动汽车激励政策简析[J]. 杜志彬,庄恒国. 汽车工程师. 2016(10)
[10]基于ANSYS Workbench的某轿车车身刚度研究[J]. 邓晓龙,冯国胜,李鹏飞,马俊长. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2016(01)
硕士论文
[1]某旅游客车车身骨架的有限元分析与轻量化设计[D]. 景科.扬州大学 2018
[2]基于有限元法的结构体边界载荷反求及其断裂分析应用[D]. 何宇轩.浙江大学 2018
[3]中型客车车架静动态特性分析及结构优化[D]. 吴斌.湖南大学 2017
[4]纯电动客车车身骨架多目标轻量化设计[D]. 刘显春.合肥工业大学 2017
[5]基于多维数据的行程时间预测与可靠性研究[D]. 郭宇洁.北京交通大学 2017
[6]高速桁架机器人的力学分析及结构优化[D]. 刘超龙.南京航空航天大学 2017
[7]长途客车车身结构轻量化设计方法的研究[D]. 王贺成.大连理工大学 2016
[8]考虑动态峰值力的客车车身骨架轻量化研究[D]. 刘高君.青岛大学 2016
[9]某新型纯电动公交车整车有限元分析[D]. 张波.西南交通大学 2016
[10]生物质燃料不同低温燃烧模式的试验研究[D]. 钟小凡.天津大学 2016
本文编号：3629419
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