客車車身骨架結構有限元分析與研究.pdf

1、 本文以客車車身骨架為主要對象，針對某客車全承載式車身進行有限元分析與研究，并結合本課題組前期對輪胎所作的一些研究工作，對采用有限元方法研究整車動態(tài)性能作了初步探討。本文的主要內容及成果如下： (1)在前人研究成果的基礎上，探討了面向對象的有限元程序設計方法，為使用先進的軟件設計理念進行有限元程序的開發(fā)奠定了初步基礎；(2)通過分析車身結構的力學特性，建立了客車車身結構有限元計算模型，并總結歸納了車身結構模型化的方法；(3

2、)結合國內外研究成果，分析了各種工況下車身骨架的應力及變形狀況，分析結果為該車型的輕量化改進提供了參考依據(jù)；(4)根據(jù)該客車的動態(tài)性能要求，對該車身骨架進行模態(tài)分析，計算結果合理，并為后續(xù)的隨機振動分析奠定了基礎；(5)建立了輪胎—懸架系統(tǒng)的譜分析模型，使用路面激勵譜計算得到車身骨架所受的載荷譜，使用此載荷譜對車身骨架進行多點譜響應分析，探索了一套使用有限元方法分析車輛譜響應的方法；(6)對該客車車身骨架進行了靜、動態(tài)電測試驗，為有限元

3、分析提供實踐依據(jù)，并驗證了有限元模型的精確性；(7)使用APDL語言編寫了車身結構優(yōu)化分析程序，對車身骨架進行結構參數(shù)優(yōu)化設計，提出了該車身骨架的改進設計方案，并對車頂部分進行拓撲優(yōu)化，為車頂布局設計提供了參考；　　本文創(chuàng)新之處是客車車身骨架結構動態(tài)有限元分析和優(yōu)化設計。動態(tài)分析部分結合承載式車身的實際特點，將車身動態(tài)分析劃分為車身骨架和輪胎—懸架兩部分分別進行譜分析，提高了使用有限元分析大型復雜結構的效率；拓撲優(yōu)化部分，為降低優(yōu)化問