轻型客车

轻型客车在2005年之前，是指车长大于3.5米、小于7米的载客汽车，从2005年开始，全国汽车行业的统计工作归口中国汽车工业协会，汽车行业实行新的车型统计分类，根据新的车型统计分类，轻型客车指不超过9座的客车。

1 前言随着我国改革开放的不断深入,市场经济迅速发展,国民经济正持续稳步地增长,中国的汽车工业也随之有了长足的进步。

其中作为交通运输工具之一的各种轻型客车相继涌入市场,中国目前有不同规模的生产厂家近300家,生产各种类型的轻型客车约2000种,轻型客车工业已成为我国汽车工业的重要组成部分之一.2 轻型客车的定义、分类及其应用按照我国的汽车技术标准,将轻型客车(Light Bus)定义为……车辆长大于3.5米且小于或等于7米的客车”,俗称面包车。

而长期以来国内习惯上将乘员人数8至20左右的客车称为轻型客车。

国外对这类客车有相似的定义,例如根据联合国欧洲经济委员会的规定,按尺寸可以将客车分为特小型、大型、中型、大型和特大型5类,而其中的特小型客车定义为“除驾驶员外可乘8至16人,总质量不超过5吨,总长在6米以内的客车。

”而小型客车则定义为……除驾驶员外,可乘16人以上,总质量超过5吨,总长在6至8米的客车”.这两类客车的定义基本与我国的相符·而在工业发达的西方国家中,这两类客车年产量占客车年总产量的35％以上。

由此可见它们在交通运输业中的重要地位客车结构轻量化是节能减排的一个有效途径。

6米轻型客车销量多，应用广，但大多超重。

研制轻量化的轻型客车，是客车设计的重要课题之一。

本文对某6米轻型客车车身骨架的弯曲强度和刚度进行计算分析。

1 客车及其结构所分析的轻型客车车身结构为半承载式，采用江淮客车底盘，发动机前置后驱动。

前悬架为双横臂扭杆弹簧独立悬架，后悬挂采用少片簧。

客车造型采用安全性好的凸头型。

该车主要技术参数：总长为5940mm，总宽为2000mm，总高为2200mm，轴距为3450mm，最大总质量为4380kg。

底盘的车架为边梁式车架，其槽形纵梁用壁厚为5mm厚的钢板冲压而成。

车架前后轴处贴焊3.2mm厚的槽形钢板形成闭口。

牛腿采用4mm的钢板冲压而成。

车身骨架多数杆件采用闭口矩形钢管焊接而成，少数杆件采用开口型材。

由车架、牛腿和底横梁焊接而成的车架改制总成，是车体完整骨架的底部基础，车身骨架通过底横梁及牛腿与车架连接。

侧围蒙皮为张拉蒙皮。

车身骨架采用两种材料：（1）骨架的大部分杆件，包括地板横梁、侧围立柱、门立柱、侧围搁梁、腰梁、侧窗框、前后围柱梁，采用的型材材料为合金高强度结构钢Q345（16Mn）。

（2）牛腿座、后裙边梁的材料为普通碳素结构钢Q235（A3钢）。

所用的材料特性如表1。

表1 材料特性点击图片查看大图2 计算分析方法本文采用ANSYS有限元分析软件进行计算分析。

为了便于进行设计改进，本文采用壳单元、梁单元和膜单元混合建模方法：即底盘和牛腿采用壳单元，侧围蒙皮采用膜单元，其余车身骨架则用梁单元进行建模。

壳单元和梁单元之间的连接采用节点耦合。

用壳单元Shell63模拟车架和牛腿，用空间薄壁梁单元Beam4模拟车身骨架杆件，包括车架改制总成上的底横梁。

底横梁单元的节点与对应的车架或牛腿上壳单元的节点采用耦合连接。

对于蒙皮框内无斜撑杆的张拉蒙皮用膜单元模拟。

对于框内有斜撑杆的张拉蒙皮，则将其忽略。

车身结构离散化为1884个节点，1947个单元，其中包括1586个壳单元，353个空间梁单元，8个膜单元，计算模型如图1所示。

用17组梁断面参数分别描述结构中的空间薄壁梁单元。

支承结构也用2组10个特殊的空间梁单元加以模拟。

点击图片查看大图图1 客车结构计算模型客车行驶在各种工况下，车身可能因疲劳载荷而损坏，也可能因偶然的大载荷，使工作应力超过材料的屈服极限或强度极限而破坏。

经验证明，如果车身能承受最大的偶然载荷的作用，则它的疲劳强度也就足够。

在各种工况中，对客车车身强度影响最大的工况为动载的弯曲工况和弯扭组合工况。

本文先分析动载的弯曲工况。

弯曲工况相当于前后车轮同时驶过相同高度的突起或洼坑时，车身结构所承受的动载荷。

以下式为计算弯曲载荷的加载数值：=[W+m+10·N+G]·9.81·KP1式中：W—骨架质量，按杆长分布作用在骨架上。

m—载质量，取1100Kg。

N—乘员总数，10·N为座椅加载质量。

G—发动机、变速箱、油箱、电瓶和备胎等质量，按安装部位加载。

K—动荷系数，取2.5。

本次计算取N=16人，发动机质量275Kg、变速箱质量105kg、油箱63Kg、电瓶15Kg、备胎50kg。

3 计算结果3.1 车身骨架质量车身骨架质量为286.2Kg。

该质量包括骨架，牛腿，但不包括车架及骨架上的安装板件。

车全长5.94m，平均每米骨架质量为48.2Kg。

车身骨架质量是轻的。

3.2 车身变形和车身刚度弯曲工况下，车身变形和刚度主要是指弯曲变形和主要的开口变形。

（1）弯曲变形弯曲工况下，车身结构变形图如图2。

车架纵梁竖向变形和车身骨架地板边梁的竖向变形值如表2：表2 弯曲工况下的竖向变形点击图片查看大图点击图片查看大图图2 弯曲工况车身结构变形图可以看出，弯曲工况中纵梁和地板梁最大变形均发生乘客门开口处。

总的说来，弯曲工况下，纵梁和地板梁的竖向变形都很小。

纵梁和车身的变形趋势基本相同，说明车身和底架之间弯曲变形协调。

（2）主要的开口变形车身开口变形是车身刚度的另一个重要指标，开口变形过大，影响到车身密封性，严重时可能扭碎挡风玻璃或致使挡风玻璃脱落。

车门变形很可能导致开门困难。

所以设计中应注意开口变形的问题。

表3和表4列出了主要开口变形在弯曲工况时的计算结果。

表3 弯曲工况下的主要开口变形点击图片查看大图从表3可见，弯曲工况时开口变形很小。

（3）车身强度在外载作用下，车身骨架梁单元所受的内力为轴力N，两个方向的剪力Qy 和Qz，两个方向的弯矩My 和Mz和扭矩Mn。

根据材料力学理论，将产生轴向应力σn=N/A剪应力τ1=Qy/Ayτ2=Qz/Az弯曲应力σy =My/Wyσz =Mz/Wz扭转切向应力τn =Mn/Wn式中，A为截面积，Ay ，Az为剪切面积，Wy，Wz为抗弯模量，Wn为抗扭模量。

ANSYS软件计算中略去对车身强度影响不大的τy 、τz。

正应力的计算公式为：σ=σn +σy+σz并略去多数情况下比σ小得多的τn，所以σmax =|σn|+|σy|+|σz|根据计算结果，将产生高应力的单元按绝对值的大小顺序列于表内。

弯曲工况下最大米塞斯应力的杆单元杆件最大应力图见图3。

高应力及其部位见表4。

点击图片查看大图图3 弯曲工况杆件最大应力图表4 弯曲工况下的高应力及其部位点击图片查看大图从表中可知，弯曲工况下车身骨架产生的最大应力为104.03Mpa，远低于材料的屈服极限。

弯曲强度是足够的。

4 结束语本文应用ANSYS软件，对某6米轻型客车结构进行弯曲强度和刚度的计算分析。

分别采用壳，梁和膜单元建立客车结构模型，壳单元和梁单元之间的连接采用节点耦合。

结果表明，该车在弯曲工况下强度和刚度是足够的。

轻客市场产销情况据中汽协数据统计，2011年6月客车(含非完整车)总体产销分别为42027辆和44375辆，环比增长分别为13.53%和19.14%，同比增长分别为18.62%和17.13%。

2011年上半年客车(含非完整车)累计产销量分别为22.01万辆和23.12万辆，同比累计增长分别为6.61%和9.73%。

从分车型单月销量情况来看，与上月相比，各车型本月环比均出现增长，其中大型客车环比增长幅度最高，轻型客车增长幅度最小;从上半年累计销量来看，大型和轻型客车有所增长，而中型客车出现同比下降，但其销量所占比重为最大。

2011年上半年客车(含非完整车)分车型销量情况单位：辆，%(来源：中国汽车工业协会)其中，轻型客车上半年累计产销量为15.59万辆和16.59万辆，同比累计增长分别为14.47%和17.23%。

2011年上半年轻型客车各月销量情况单位：辆(来源：中国汽车工业协会)2010-2011年轻型客车销量当月环比与同比增长情况单位：%(来源：中国汽车工业协会)从上图可以看出，从2010年开始至今年，轻型客车同比累计销量虽然一直处于增长趋势，但销量增长幅度正在逐月下降，而且今年要比去年的增幅小很多。

从今年上半年的累计销量来看，还算比较平稳。

再从单月环比情况来看，环比增长较不平稳，波动幅度较大。

去年8、9月份轻客销量有所回升，而今年6月份就出现了回升趋势，可见下半年轻客市场仍值得关注。

2011年上半年轻客销量情况及市场份额单位：辆，%从上半年各企业销量来看，金杯汽车仍居于龙头地位，上半年累计销量为4.73万辆，同比累计增长14.12%，占轻客上半年累计市场份额的28.54%，但与去年上半年29.32%的市场份额相比，市场份额有小幅下降。

上半年累计销量排名二至五位的轻客企业依次是江西江铃、南汽集团、东风汽车和北汽福田，累计增长分别为19.31%、32.31%、0.31%和-0.33%。

前十企业中，大部分企业累计销量均出现了不同程度的增长，其中郑州宇通的增长幅度最大，同比增长了183.24%。

仅北汽福田和厦门金龙两企业出现了同比下降，同比下降分别为7.33%和3.81%。

来源:中国汽车研究网（责任编辑：龚磊）正 1 前言国外资料表明一种车型的寿命一般为3～4年,从占领市场的角度出发,国外各大公司都非常重视新车型的开发,每年用于开发的经费占到其销售额的5～8％,需要动用大量的人力、物力。

从开发能力来说国内企业难以同国外公司相比,但我们必须面对现实,总一、国内客车行业现状2011年5月，汽车市场延续了上个月份的低迷态势，单月全国汽车产销分别达到134.89万辆和138.28万辆。

环比下降12.14%和10.9%，同比下降4.89%和3.98%。

1-5月，汽车累计产销777.96万辆和791.63万辆，累计同比增长3.19%和4.06%，这也延续了4月份产销量下滑的趋势。

5月份客车整体产销量与上月相比，仍旧出现回落。

客车整车产销量分别为3.04万辆和3.05万辆，环比下降6.28%和6.20%，累计增长7.16%和11.16%。

客车非完整车产销量分别为6589辆和6655辆，环比下降12.75%和10.64%。

2011年1-5月客车分车型销量单位：辆转播到腾讯微博在客车主要品种中，与4月份相比，各车型客车增多有小幅度回落。

前5个月中大型客车3月份出现最高点，两边呈现下降趋势。

而5月份的中、轻型客车也在4月份增长的基础上有所下降，甚至低于3月份销量。

5月，大型客车销售0.48万辆，产销率为99.32%;中型客车销售0.61万辆，产销率为104.46%;轻型客车销售2.63万辆，环比下降9.35%，同比增长0.83%，产销率为99.69%。