氢燃料电池客车车身有限元分析及优化

发布时间：2024-09-17 15:08

　　客车车身骨架是客车的主要承载结构,而采用传统设计方法,在现有车型基础上改装而成的燃料电池客车,在实际运行中常会出现局部强度不足、材料冗余或整车性能差等问题。另外,电堆、氢气瓶及其附属系统质量较大,会大大增加客车整车质量。因此利用现代化的设计方法,在满足车身骨架强度和刚度的要求下,对车身骨架结构进行结构优化设计和轻量化设计对客车整体性能的改善意义重大。以某燃料客车车身骨架为研究对象,根据车身骨架二维图纸,利用三维建模软件Creo搭建了车身骨架的几何模型,并在此基础上利用Hypermesh软件构建了车身骨架的有限元模型。根据有限元分析理论,完成了车身骨架4种典型工况(水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急转弯工况和紧急制动工况)下的静强度计算,获得了车身骨架结构的应力分布和变形情况,并根据刚度和强度评价指标对结果行了分析评价。基于模态分析理论,对车身骨架进行了自由模态分析,重点分析了低阶频率对车身骨架振动特性的影响,为车身骨架结构优化设计提供了参考数据。根据车身骨架静强度和模态分析结果,重点选取客车顶盖骨架和底盘骨架结构为研究对象,对车身骨架进行了灵敏度分析,筛选出了43个对车身质量较为敏感的杆件...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意义
    1.3 客车车身骨架轻量化设计的主要方法
    1.4 结构优化在车身骨架轻量化方面的应用研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
    1.5 主要研究内容
第二章 客车车身骨架有限元建模
    2.1 建模准备工作
        2.1.1 客车整车参数
        2.1.2 单位制的选用
    2.2 客车车身骨架有限元模型的建立
        2.2.1 车身骨架几何模型的建立
        2.2.2 车身骨架有限元模型的建立
    2.3 客车车身骨架载荷处理
    2.4 客车车身骨架技术指标
        2.4.1 车身骨架强度评价指标
        2.4.2 车身骨架刚度评价指标
    2.5 本章小结
第三章 客车车身骨架静力学分析
    3.1 客车车身骨架静力学分析
        3.1.1 工况的确定
        3.1.2 动载系数的确定
    3.2 水平弯曲工况
        3.2.1 车身骨架有限元分析边界条件设置
        3.2.2 车身骨架有限元分析结果
    3.3 极限扭转工况
        3.3.1 车身骨架有限元分析边界条件设置
        3.3.2 车身骨架有限元分析结果
    3.4 紧急转弯工况
        3.4.1 车身骨架有限元分析边界条件设置
        3.4.2 车身骨架有限元分析结果
    3.5 紧急制动工况
        3.5.1 车身骨架有限元分析边界条件设置
        3.5.2 车身骨架有限元分析结果
    3.6 本章小结
第四章 客车车身骨架模态分析
    4.1 模态分析理论
    4.2 客车车身骨架振动特性评价指标
    4.3 客车车身骨架模态分析
        4.3.1 车身骨架自由模态计算
        4.3.2 模态计算结果分析
    4.4 本章小结
第五章 客车车身骨架优化设计
    5.1 尺寸优化概述
    5.2 灵敏度分析
        5.2.1 灵敏度分析理论基础
        5.2.2 车身骨架灵敏度分析建模
        5.2.3 车身骨架灵敏度计算
    5.3 客车车身骨架优化设计
        5.3.1 车身骨架尺寸优化数学模型的建立
        5.3.2 车身骨架尺寸优化结果
        5.3.3 车身骨架最终优化设计方案
        5.3.4 车身骨架最终优化结果
    5.4 客车车身骨架优化结果评价
        5.4.1 强度、刚度性能对比
        5.4.2 模态性能对比
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：4005631