電動客車鉚接車身骨架有限元分析及輕量化設(shè)計.pdf

1、汽車工業(yè)是現(xiàn)代社會的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增加，石油資源短缺和環(huán)境污染的問題日益嚴重，大力發(fā)展和推廣純電動汽車成為當前社會的重要責任。而電動客車車身骨架作為電動客車的主要承載部件，所占電動客車總質(zhì)量百分比最大，因此對電動客車車身骨架進行輕量化研究對減少電動客車總質(zhì)量，對延長續(xù)駛里程，改善動力性具有十分重要的意義。
　　本文以某公司客車研究開發(fā)的電動客車HFF6129G03EV的鋼鋁鉚接車身骨架為研究對象，結(jié)合客車骨架的三維

2、UG模型，在HyperWorks有限元軟件中建立包括鋁車身與鋼底架鉚接區(qū)域螺栓在內(nèi)的客車骨架有限元模型，分析了客車車身在水平彎曲、緊急制動、緊急轉(zhuǎn)彎、極限扭轉(zhuǎn)工況下的應(yīng)力分布和應(yīng)變狀況，然后綜合評價了車身骨架強度與剛度性能和車身與底架鉚接螺栓的強度，同時，對車身骨架結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到低階模態(tài)下車身骨架的固有頻率和振型，掌握其動態(tài)特性，分析得出客車底架具有輕量化的余地。
　　利用電阻應(yīng)變片的特性，通過對該車身進行靜態(tài)電測試驗，測

3、得車身骨架關(guān)鍵點處的應(yīng)力情況，與有限元分析的結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)理論運算值和試驗測量值二者之間的誤差，但誤差在允許的范圍內(nèi)，試驗表明本文中建立的電動客車車身有限元模型比較準確。
　　在此基礎(chǔ)上，在OptiStruct有限元軟件中建立了客車底架的優(yōu)化模型，對客車底架主要部件的板厚進行了靈敏度分析，運用相對靈敏度進行設(shè)計變量的篩選后，對客車底架進行輕量化設(shè)計，并對輕量化前后的車身骨架進行了靜態(tài)分析和模態(tài)分析，對比輕量化前后車身骨架的剛度