客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析

1、,客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化,答辯人：李兆飛,,延邊大學(xué),YAN BIAN UNIVERSITY,,,01,02,03,04,05,緒論背景,研究思路方法,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),CONTENTS,目 錄,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),1.1 研究背景,研究背景概述,,,,01在一個(gè)新車型的開發(fā)中，40%的設(shè)計(jì)師和工程師是從事車身相關(guān)的開發(fā)。車身已經(jīng)成為汽車產(chǎn)品中最活躍的因素。

2、,02目前國內(nèi)應(yīng)用有限元技術(shù)在車身結(jié)構(gòu)的研究主要集中在以重量最輕為目標(biāo)，通過對(duì)扭轉(zhuǎn)和彎曲兩種工況進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的優(yōu)化，通過模態(tài)分析的得到結(jié)構(gòu)的固有頻率，從而避免共振。,03我國的客車工業(yè)比發(fā)達(dá)國家弱后很多關(guān)鍵在于車身技術(shù)的落后。因此，此設(shè)計(jì)分析的結(jié)果對(duì)如何優(yōu)化車身的結(jié)構(gòu)很有意義。,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),2.1 設(shè)計(jì)原理,,? 將結(jié)構(gòu)離散化，用有限個(gè)容易分析的單元來表達(dá)復(fù)雜的對(duì)象，單元之間通

3、過有限個(gè)節(jié)點(diǎn)來連接。根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件綜合求解，只要改變單元的數(shù)目，就可以得到與真實(shí)情況無限接近的解。? [K]{U}={Q}[K]——結(jié)構(gòu)整體的剛度矩陣{U}——節(jié)點(diǎn)位移矩陣{Q}——節(jié)點(diǎn)載荷矩陣 空間梁?jiǎn)卧?,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),2.1 設(shè)計(jì)

4、原理,有限元法分析的一般流程,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),2.2 研究思路概述,1,4,3,2,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),3.1 車身模型的建立,① 前圍曲面是由c1、c2、c3曲線組成。② 后圍曲面由c7曲線沿著c9曲線掃掠而成。③ 車身兩邊的曲面由c6曲線平行地沿著c8掃掠而成。④ 頂蓋曲面由c2、c4、c9曲線平行地沿著c3曲線掃掠而成。,車身的主要輪廓線

5、,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),3.2 車身骨架的設(shè)計(jì),橫梁平面草圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),①典型的半承載式客車車身,②車身骨架有限元模型圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),3.3 載荷處理,車身骨架的載荷施加圖,自由度約束,施加重力加速度,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),4.1 靜態(tài)分析,彎曲工況下車身的總變形圖,,,緒

6、論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),彎曲工況下等效應(yīng)力云圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),左后輪懸空工況下車身的總變形圖,左后輪懸空工況下等效應(yīng)力云圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),右后輪懸空工況下車身的總變形圖,右后輪懸空工況下等效應(yīng)力云圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),前十階模態(tài)振型圖,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,

7、論文總結(jié),前十階模態(tài)振型圖,發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速頻率的經(jīng)驗(yàn)公式,本文采用四沖程四缸發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速為750r/min發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速頻率25HZ,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),4.2 模態(tài)分析,車身骨架前十階模態(tài)頻率,,,緒論背景,研究思路,關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),研究成果,論文總結(jié),5. 論文總結(jié),,課題基本結(jié)論,骨架材料的許用屈服應(yīng)力[σ]=153 MPa，底架材低合金結(jié)構(gòu)鋼的許用屈服應(yīng)力[σ]=220 MPa,,