某型城郊客车的结构强度分析和优化设计研究

系统。
４ ） 其余载荷 ： 客车蒙皮 、 玻璃等以均布载荷的 形式 进行 相应 配重 。
依 前 所述 ， 建 立起 的某 型 城 郊 客车 有 限元 网
格模 型 如 图 １ 所示 。
１ ． ２ Байду номын сангаас架 材料 基本 特性
城 郊 客 车 骨 架 所 用 的结 构 钢 主 要 包 括 ２ ０ ＃ 、
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机 电技术
２ ０ １ ５ 年４ 月
某型城郊客 车的结构 强度分 析和优化设计研究
胡树 清 黄登 峰 吴 长 风
（ １ ． 福建省交通运输厅 ， 福建 福州 ３ ５ ０ ０ ０ １ ； ２ ． 厦 门金龙联合汽车工业有限公 司 ， 福建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ ３ ）
摘 要： 以某型城郊 客车为研究对 象 ， 建立起整车 的有限元模型 。模拟各种复杂工况 ， 利用 Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 分析软件对车
２ 客车典型运行 四工况
建 好 某 型城 郊 客 车 有 限元 模 型 之后 ， 就 可 以
发展 ， 并在客车结构设计中得到了广泛的应用ｎ 一 １ 。
本 文 运 用先 进 的计算 机 仿 真 手段 ， 对 城郊 客 车 骨 架 结 构 进 行 了 客 车 典 型 运 行 四工 况 下 的强 度 分 １ ） 骨 架 自重 载 荷 ： 整 车 骨 架 用密 度 和 重 力加
速度 的方 式施 加 。
辆骨架结构 强度进行 了分析 ， 找出结构薄弱之处 ， 进行局部结构改进优化设计 ， 提高 了骨架的结构强度 ， 使 整车骨架更为
合理 。 关键词 ： 城郊客 车； 结构分析 ； 优化设计
中 图分 类 号 ： Ｕ ２ ７ ０ ． ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ — ０ ８ ２ — ０ ３
Ｑ ２ ３ ５ 及Ｑ ３ ４ ５ 钢等， 其基本特性如表 １ 所示 。
１ － ３ 载 荷施加
图 １ 某 型城郊客 车的有 限元 网格模型
在 忽 略对结 构影 响不 大 的小 质量零 部 件 的情 况下 ， 城 郊 客车 的主要 载荷包 括 ：
作者简介 ： 胡树清 （ １ ９ ６ ２ 一） ， 男， 工程师 ， 研究方 向 ： 汽车运用工程 。
卫 星 城镇 、 远郊 社 区 、 郊 区旅 游 的 蓬勃 发 展 ， 给 客运 企业 带 来 全新 机 遇 和 挑 战 ， 为 了应 对 城郊
表 １ 骨架方钢材料属性
客 运超 载 限制 ， 提高 车辆 舒适 性 ， 同时解 决 上下 车 效 率 问题 ， 某 型 城郊 客 车 应运 而 生 。随着 计 算 机 仿 真 技 术 的发 展 ， 有 限元 分 析技 术 得 到 了长 足 的
析， 针对结构薄弱之处提出优化改进方案 ， 在设计
初 期就 能保 证产 品 的可靠 性 ， 节省 了开 发成 本 ， 缩 短 了开发 周期 。
２ ） 动力总成等载荷 ： 发动机 （ 含离合器） 、 变速
器、 缓速器 、 气 瓶 等 。在 配 重 时 ， 可将 以上 客 车动
力总成和设备作 为集 中载荷 ， 采用集 中质量点的
方式 进行 配 载 。
ｌ 城郊 客车有 限元模型的建立
１ ． １ 三 维及 网格模 型 的建立
３ ） 乘客及座椅 、 行李的载荷 ： 由于研究对象是 城郊客车 ， 除了有座位的乘客外 ， 还应对站立乘客
进行 相应 配 载 。
第 一 步依 据 城 郊 客 车 的 骨 架 工 程 图 纸建 立
Ｕ Ｇ三 维几何 模 型。将 整车分 成车架 、 前围、 后 围、 侧 围（ 左右 ） 、 顶盖等六大片分别建模 ， 最后进 行整车拼装 。在几何前处理 中， 尽量省略对整体
结 构 影 响不 大 的非 承载 件 ， 仅 保 留反 应整 车 结 构 力 学 特 性 的 主体 承 载 骨 架 ， 以 简 化 有 限 元模 型 ， 提 高 建模 效 率 。 由于 城 郊 客 车 的骨 架基 本 是 采 用 矩 型 方钢 搭 接 而 成 ， 因此 考 虑 主要 采 用二 维 板 壳 单 元进 行 建 模 ， 辅 以一 维 梁单 元 来 模 拟悬 架 等