考慮動(dòng)態(tài)峰值力的客車車身骨架輕量化研究.pdf

1、減輕客車整備質(zhì)量對(duì)增加續(xù)駛里程、改善動(dòng)力性、降低制造成本具有非常重要的意義。車身骨架作為客車的關(guān)鍵承載部件，對(duì)其進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)意義十分重大。目前利用有限元方法對(duì)客車車身骨架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用施加靜態(tài)荷載的方法，此方法需要考慮一個(gè)動(dòng)載系數(shù)。但動(dòng)載系數(shù)的取值需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)研究，周期較長(zhǎng)。
　　針對(duì)某款自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的客車車身骨架，提出考慮動(dòng)態(tài)峰值力的車身骨架輕量化設(shè)計(jì)研究方法。首先，利用SolidWorks建立客車車身骨架的三維

2、幾何模型，借助ANSYS劃分模型網(wǎng)格并進(jìn)行典型多工況下的靜力學(xué)強(qiáng)度分析，該車身骨架扭轉(zhuǎn)工況為最危險(xiǎn)工況。然后在ADAMS/Car環(huán)境下建立客車整車模型與C級(jí)道路模型，提取各荷載的動(dòng)態(tài)峰值力，建立考慮動(dòng)態(tài)峰值力的車身骨架有限元模型。最后，利用Isight軟件平臺(tái)集成SolidWorks與ANSYS軟件分別進(jìn)行模型幾何參數(shù)化和有限元分析計(jì)算，構(gòu)建考慮動(dòng)態(tài)峰值力的車身骨架輕量化模型。在保證強(qiáng)度和剛度性能的前提下，以減輕底盤(pán)車架總質(zhì)量為目標(biāo)，以

3、底盤(pán)車架橫縱梁厚度為設(shè)計(jì)變量，對(duì)其進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)研究。
　　優(yōu)化結(jié)果表明，客車底盤(pán)車架質(zhì)量減輕8.84％，輕量化效果顯著。并對(duì)輕量化后的車身骨架進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度校核。扭轉(zhuǎn)工況下客車車身骨架的最大應(yīng)力為283MPa，安全系數(shù)為1.22，符合設(shè)計(jì)要求。滿載工況下客車車身骨架的最大應(yīng)力為115MPa，安全系數(shù)為3.00，符合設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步對(duì)車身骨架進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析，車身骨架前10階模態(tài)的固有頻率均在6～15 Hz范圍內(nèi)，路面不平度的激