全铝消防车驾驶室的结构优化设计与研究

发布时间：2017-08-01 07:26

  本文关键词：全铝消防车驾驶室的结构优化设计与研究

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【摘要】：车身轻量化已经成为汽车研究的主要课题,既要保证车身的安全性能,还要保证车身的强度,使其车身质量达到最低,其目的就是要提高汽车的动力性,降低油耗,从而减少对环境的污染。据权威机构证明,若汽车重量降低9%左右,燃油效率可提高7%左右;因此,车身轻量化研究已经成为汽车行业发展的重要领域,并且会在相当长的一段时间内无可替代。现阶段,使用轻质合金材料和对车身断面的优化设计是车身轻量化的主要两种方法。目前,车身设计中已经开始大量采用铝合金材料,它的特点就是重量轻,而且可回收并且环保,此外它还具有吸能的作用,可以最大的保护乘员的安全性。另外对车身断面的结构优化研究也是必不可少的一方面。目前国内外一些汽车制造商纷纷投入力量研发全铝车身。除了著名的Audi A8铝车身的成功案例之外,目前国内一些知名客车企业如宇通、金龙等也开发出了全铝的客车车身。在商用卡车方面,铝合金主要应用在货箱产品上,真正应用在驾驶室上的还是空白。本研究在已开发的消防车驾驶室基础上,基于以下四个技术环节开展铝合金驾驶室的研究与开发,在国内率先研制出一个真正适用的商用车驾驶室全铝车身产品。第一是确定全铝消防车驾驶室材料选用方案:本文进行了铝质型材力学性能研究。通过建立的计算程序,计算出了常用典型型材的相关参数。以F40×40×3.5型材为例,在ABAQUS有限元软件中对弯曲过程进行了模拟。针对铝质型材在车身安全性中的应用,进行了型材的静态压溃试验,得到了力-位移曲线。第二是驾驶室性能计算分析与评价:进行截面节点分析、强度、刚度、模态、被动安全性能、疲劳等分析。第三是消防车全铝合金结构驾驶室结构优化设计:结合经过验证的普通钢框架结构的拓扑形状,采用结构优化技术初步构建全铝框架白车身,然后对所选型材的结构断面和断面厚度分别进行形貌优化和尺寸优化。第四是全铝消防车试制及台架试验:试制完成的全铝消防车驾驶室框架进行台架试验,对比全铝框架及钢框架的CAE分析结果,评价全铝消防车驾驶室性能。
【关键词】：全铝消防车 驾驶室 铝合金 结构优化 台架试验
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.68
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 论文研究的背景及意义10
• 1.2 全铝车身研究的现状10-15
• 1.2.1 国外全铝车身现状10-12
• 1.2.2 国内全铝车身现状12-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-16
• 第2章 驾驶室材料选择与分析16-38
• 2.1 铝质型材性能分析与研究18-27
• 2.1.1 铝质型材力学性能研究18-22
• 2.1.2 铝质型材结构性能研究22-27
• 2.2 铝车身结构性能分析27-37
• 2.2.1 梁单元模型建立27-30
• 2.2.2 车架静力结构分析30-34
• 2.2.3 模态分析34-37
• 2.3 本章小节37-38
• 第3章 消防车驾驶室结构优化38-49
• 3.1 全铝车身结构设计38-39
• 3.2 全铝车身结构优化39-48
• 3.2.1 地板框架设计41-42
• 3.2.2 前围框架设计42-43
• 3.2.3 侧围框架设计43-47
• 3.2.4 后围框架设计47
• 3.2.5 顶盖框架设计47-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第4章 全铝消防车驾驶室性能分析49-56
• 4.1 模态分析49-51
• 4.2 白车身扭转刚度试验51-52
• 4.3 弯曲刚度试验52-53
• 4.4 摆锤碰撞试验53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 全文总结56-58
• 参考文献58-62
• 作者简介62-63
• 致谢63

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1 付强;全铝消防车驾驶室的结构优化设计与研究[D];吉林大学;2016年

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本文编号：603095