轻型客车车身有限元建模及建模精度分析
轻型客车车身结构刚度与模态的有限元分析
931. 75 mm , B r= 945. 1 mm , 由于 Hf , Hr 的数值均很小, 故
Hf = (T zf B f ) × 180 P = 0. 05683°
Hr = (T z r B r) × 180 P = - 0. 00034°
H= 0. 05717°
GJ =
TL H
=
1000 × 3. 0. 05717
8 30. 64 整体垂直方向一阶弯曲。
从表 1 中可见, 该轻型客车车身一阶整体扭转模态频 率大大高于国内同类车的一阶扭转频率[3～ 5]。 一阶整体弯 曲频率也高达 30. 64 H z, 大大减少了车身结构与悬挂系 统、路面、发动机及传动系等系统之间共振的可能性。
3 主要零部件对车身刚度与模态的影响 根据结构特点, 分别选取连接部位、顶盖、地板及侧围
新型的半承载式车身结构。与一般的半承载式车身不同, 该
载荷与变形之间关系的特性。 刚度不足, 会引起车身的门 框、窗框、等开口处的变形大, 以至车门卡死、玻璃破碎、密 封不严导致漏雨、渗水及内饰脱落等问题, 还会造成车身振 动频率低、发生结构共振。 共振不仅使乘员感到很不舒适、
车带有独立的车架。因此, 具备非承载式车身结构的某些优 点[1]。 但是, 该车又不同于一般的非承载式结构, 车身地板 横梁与车架纵梁上的悬置支架直接用螺栓刚性连接。 地板 横梁又通过特殊设计的接头与侧围立柱及侧围下边梁刚性
建模与分析所用软件为 SDRC I2D EA S。
左、右侧围侧向二阶弯曲, 相位相同; 地板前 2 14. 05 部变形较小, 后部为较大的的二弯变形。
3 17. 74 整体一阶扭转变形。
顶盖与地板、前围与后围、左侧围与右侧围均 4 21. 11 为一阶弯曲, 且相位相反。
大客车轻量化有限元分析_整车优化
变量 约束 目标
去掉对刚度较为敏感的变量， 剩余201个变量
质量减少300kg以上 应力约束不超过原状态应力10%
四种工况加权应变能最小
Confidential
子组
车架 地板 侧围 顶盖
原有变量 个数 34 141 84 12
现在变量 个数 24 124 44 9
1.2 部分厚度尺寸变量优化分析——变量、约束、目标
注：红色数字是优化以后应力超过许用应力且有较明显的增大
R3
R2 R1
R4 55.4 70.5
R5 63.5 63.3
R4
R5
Confidential
1.3 部分厚度尺寸变量优化分析——整车强度对比
位置 优化以前 优化以后
1 14.5 14.6
2 18.1 18.5
顶盖 扭转（左）工况 3
55.9 62.1
490kg -5.48%
Confidential
1.1 灵敏度分析——车架减薄厚度结果
车架原状态厚度
优化后车架厚度
Confidential
1.1 灵敏度分析——弯曲工况车架减薄应力对比
车架原状态应力
Confidential
优化后车架应力
本页只作为简 单对比，可以 看出强度变化 不是太大。且 在许用应力范
6.5
5
6.5
5
5
4
6.5
5
4
3
5
4
6.5
5
位置
23 24 25
优化前 (mm)
6 6 6
优化后 (mm)
4.5 4.5 4.5
Confidential
1.2 部分厚度尺寸变量优化分析——顶盖优化结果
客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告
客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、题目客车车身有限元建模与静动态特性分析二、研究背景随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对公共交通工具的需求也不断增加。
客车作为一种重要的公共交通工具，在运输领域中发挥着重要的作用。
客车车身是客车的重要组成部分，其结构设计和性能对于提高客车的运行效率和舒适性具有重要意义。
因此，对客车车身的有限元建模和静动态特性分析具有重要的研究意义。
三、研究目的本研究旨在对客车车身进行有限元建模和静动态特性分析，其具体研究目的如下：1. 建立客车车身的有限元模型，分析其结构特点和受力情况。
2. 对客车车身进行静态特性分析，包括应力、应变、变形等方面。
3. 对客车车身进行动态特性分析，包括共振频率、阻尼比、振动模态等方面。
4. 根据分析结果提出优化建议，以提高客车车身的结构和性能。
四、研究内容和方法1.建立客车车身的有限元模型，将各个部件合理地进行建模和组装，其中包括主要的结构组件：前稳定杠、前弹簧、车架前横梁、车身、车架后横梁、后弹簧、后稳定杠等。
2.载荷计算和静态分析，包括应力、应变、位移等的计算和分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。
3.动态分析，包括求解客车车身振动系统的共振频率、阻尼比和振动模态，探究客车车身在运行中的动态性能。
4.优化建议，根据有限元分析结果提出改进的设计建议，以提高客车车身的结构和性能。
五、预期结果通过对客车车身的有限元建模和静动态特性分析，预期可以得到以下结果：1. 客车车身的结构组成和受力情况的清晰、准确的认识。
2. 客车车身在静态和动态方面的特性分析结果。
3. 针对客车车身的缺陷，提出优化建议以改进其结构和性能。
六、研究意义1. 有限元模型的建立和分析可以为客车车身的设计和制造提供重要参考。
2. 静动态特性的分析结果可以检验客车车身的可靠性和安全性。
3. 优化建议的提出可以改进客车车身的结构和性能，提高其性价比和市场竞争力。
七、研究进度安排1. 完成对客车车身的有限元建模和静态分析，确定主要受力部位和结构疲劳寿命。
轻型客车白车身有限元建模及动静态特性分析
研究问题和假设
本次演示的研究问题主要集中在客车车身骨架结构的有限元分析方面，包括 车身骨架结构静动态特性分析、碰撞安全性能评估和结构优化设计等。在此基础 上，本次演示提出以下假设：
1、客车车身骨架结构有限元分析方法的有效性和可靠性得到了充分的验证；
2、客车车身骨架结构在各种工况下的静动态特性和碰撞安全性能可以通过 有限元分析准确模拟；
在碰撞安全性能方面，客车车身骨架结构的吸能性能和抗撞性能是碰撞安全 性的关键因素。有限元分析结果表明，采用合理的吸能材料和结构设计可以有效 提高客车车身骨架结构的吸能性能和抗撞性能。碰撞安全性能还受到车辆速度、 碰撞类型和碰撞位置等多种因素的影响，因此需要对这些因素进行全面考虑和评 估。
谢谢观看
1、建立模型：首先需要建立高速电主轴的精细模型，包括电机、主轴、轴 承等各个部件，并对模型进行必要的简化，以提高计算效率。
2、划分网格：将模型进行细网格划分，以便更精确地计算主轴的动静态特 性。
3、施加约束和载荷：根据实际情况，对模型施加必要的约束和载荷，如重 力、电磁力、热力等。
4、进行求解：通过有限元分析软件进行求解，得到主轴的动静态特性数据。
在静态特性方面，静态应力分析可以反映车身在不同载荷作用下的应力分布 情况，有助于评估车辆的结构强度和刚度。通过观察分析这些结果，可以全面了 解白车身的动态和静态特性，为车辆性能优化和安全性提升提供依据。
结果分析
通过对轻型客车白车身的有限元建模及动静态特性分析，可以得出以下结论：
1、有限元建模可以准确地模拟出白车身的结构和材料特性，为动静态特性 分析提供可靠的基础。
引言
高速电主轴是现代数控机床的核心部件，其动静态特性直接影响到机床的加 工精度和稳定性。随着科技的不断发展，有限元分析方法在机械领域的应用越来 越广泛，为机械设计和优化提供了强有力的支持。本次演示将通过有限元分析方 法，对高速电主轴的动静态特性进行深入研究，旨在为提高主轴的性能提供理论 依据。
纯电动客车车身有限元分析与轻量化研究
分析客车在运行过程中的水平弯曲工况、极限扭转工况、紧急 制动工况和紧急转弯工况,在以上四种典型工况下对客车进行静 态分析,计算了车身骨架结构的应力值与位移值。对客车车身结 构进行模态分析,获得了车身前10阶的自由振动频率及相应的振 型,结果均满足要求,为后续车身骨架轻量化设计提供依据。
然后,基于OptiStruct结构优化方法对车身进行轻量化研究,运 用多种方案对车身骨架进行拓扑优化分析,对比分析结果,获得 车身结构最佳的质量分布。根据拓扑优化分析结果、车身骨架 的设计要求和制造工艺要求,设计出拓扑优化后的车身骨架结构。
纯电动客车车身有限元分析与轻量化 研究
目前,节能、环保、安全成为汽车工业可持续发展所面临的主要 问题,汽车轻量化是实现节能减排的主要途径之一。客车车身骨 架作为主要承载结构,其重量约占客车总重量的30%~40%,因此车 身骨架的轻量化对减轻整车的质量有着非常重要的意义。
Hale Waihona Puke 本文对某纯电动客车车身结构进行有限元分析并采用拓扑优化 方法对车身结构进行了轻量化研究。首先,建立客车骨架结构的 有限元模型,对其进行有限元分析。
最后,对优化设计后的车身骨架进行静态、模态分析,并与原车 身骨架进行对比,结果表明,新车身骨架性能有所上升,质量减少 6.96%,取得了较好的轻量化效果。本文所作研究在丰富车身结 构优化设计的分析结果和相关数据方面做出了一定的贡献。
轻型客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告
轻型客车车身有限元建模与静动态特性分析的开题报告一、课题背景：近年来，轻型客车成为了日常生活中最常见的交通工具之一。
由于轻型客车的使用量极大，因此对其安全性、行驶舒适性等方面的研究越来越受到关注。
在此背景下，对轻型客车车身进行有限元建模并分析其静、动态特性具有重要意义。
二、研究意义和目的：轻型客车车身是其结构中最重要的部分之一，对车辆的稳定性和通过性能有着重要影响。
基于此，本研究旨在通过建立轻型客车车身的有限元模型，对其静、动态特性进行分析，以期为车辆工程师的设计和改进提供理论基础。
三、研究内容和方法：1. 轻型客车车身有限元建模通过对轻型客车的结构、材料、负载条件等进行分析，建立具有实用性的复杂有限元模型，模型考虑车身的各种方向的载荷、边界条件和约束条件。
2. 静态力学特性分析对建立的有限元模型进行静力学分析，包括应力、应变等静力学参数的预测和分析，根据分析结果对车身结构进行优化设计。
3. 动态特性分析对有限元模型进行动力学分析，分析车身的自然频率、振幅、加速度等动力学参数，并预测其在不同路面条件下的动态特性。
四、预期成果：1. 建立实用的轻型客车车身有限元模型；2. 分析轻型客车车身的静、动态特性；3. 提供轻型客车车身设计和改进方面的理论指导。
五、研究难点：1. 车身多材料、多工况的有限元建模；2. 车身静、动态特性的计算精度控制；3. 车身优化设计。
六、研究计划：第一年：1. 收集轻型客车车身的相关数据和材料信息，制定有限元建模计划；2. 完成建立车身有限元模型，并进行验证；3. 开始进行车身的静态分析。
第二年：1. 完善车身有限元模型，优化模型设计；2. 完成车身的动态分析，并初步分析其在不同路面条件下的动态特性；3. 分析模型误差，并进行模型精度控制。
第三年：1. 在第二年的基础上，进一步完善模型设计和分析；2. 论文撰写和论文答辩。
七、参考文献：1. 胡鹏程. 基于有限元分析的轻型客车车身优化设计[D]. 南昌大学, 2018.2. 张亮, 王颖, 郑礼顺,等. 轻型客车车身优化设计方法研究[J]. 车用发动机, 2018, (9): 46-50.3. 郭博士, 张宇浩, 赵伟. 基于有限元分析的轻型客车车身刚度优化研究[J]. 机械设计与制造, 2019, 38(1): 142-144.。
大客车轻量化有限元分析报告方案
Confidential
计算结果三：转弯工况
应力结果
Confidential
计算结果四： 制动工况
位移结果
Confidential
计算结果四：制动工况
应力结果
Confidential
车架应力结果
弯曲
扭转
Confidential
转弯
制动
Confidential
弯曲
Confidential
扭转
H C 2.651t G 0.650t D 0.733t H 0.520t
I
J 合计 6.500t
A、B、C、D为乘员站立区域。 E、F、G、H、I 、J为有座位 乘员区域。乘员按65kg/人。
E 0.325t
I 0.520t
J 0.080t
Confidential
模型质量分布
模型质量 骨架总成 右侧围 左侧围 前围 后围 顶盖 地板 车架 簧下质量 轮胎及备胎 前轴及横向稳定杆 后轴及横向稳定杆 前板簧 后板簧 质量点 发动机总成 变速与离合 座椅总成 油箱加满 前门与后门 中冷器与散热器总成 侧窗总成（带框） 前窗总成 后窗总成 储气筒 其它 木地板+地板革 顶盖蒙皮 侧蒙皮 电瓶 发动机后盖 数量 1 1 1 1 1 1 1 小计 数量 7 1 1 2 2 小计 数量 1 1 33 2 1 1 左右 1 1 4 小计 数量 1 1 1 2 1 小计 合计 整备质量 最大总质量 ？ ？ 270+117 225 115+105 120x2 26 质量（kg） 505 464 110 105 380 840 1370 3774 505 464 110 105 380 840 1370 3774
客车车身骨架有限元建模及优化_徐志汉
492010年第10期科园安徽科技ANHUI SCIENCE &TECHNOLOGY作为客车主要承载结构的车身，其质量和结构形式直接影响车身寿命和整车性能。
车辆设计中，在满足客车运营对车身骨架的刚度、强度等因素要求的同时，应尽可能减轻它们的质量并降低制造成本。
随着有限元技术成熟和高速计算机的出现，在满足结构强度与刚度的前提下，进行轻量化设计具有重要意义。
1.有限单元法基本理论以有限元法为代表的CAE 技术是分析各种结构问题的强有力工具，有限元分析的各个步骤可以表达成规范化的矩阵形式，最后导致求解方程可以统一为标准的矩阵代数问题，并且特别适合计算机的编程和执行。
2．ANSYS 软件简介ANSYS 软件主要包括3个部分：处理模块、分析计算模块和后处理模块。
3．车身骨架有限元模型（1）车身骨架的离散化客车车身模块化是一个“化整为零”的过程，有限元模型的建立首先要对车身骨架结构进行离散化。
在建模时，需采取以下措施：一是略去非承载构件；二是对构件的截面形状作适当简化；三是简化曲梁为直梁；四是把相邻节点进行合并以减少方程阶数，提高求解的稳定性；五是略去对结构固有模态影响不大的构建。
（2）几何模型的生成根据某客车车身骨架CAD 图和UG 三维图，参照车身骨架数码照片在ANSYS 有限元软件中采取自底向上的建模方法，创建关键点、线、面，进而生成车身几何模型。
（3）建立有限元模型根据简化原则及模块化方法，先建立各分总成模型，并分别导入到有限元程序中组装成整车骨架模型。
本文所研究某型客车悬架采用的是空气弹簧，为使模型更接近实际情况，建模中采用combin14单元模拟空气弹簧，弹簧单元与车轴之间采用刚性梁连接。
经过初步建模、反复检验与多次修改完善，形成一个实用的几何模型，在此基础上进行了有限元建模并计算。
同时，进行静动态电测试验，将试验结果与有限元分析结果进行对比。
虽然车身骨架和试验加载情况与有限元模型不可避免存在差异，但测试结果与有限元计算二者对比数据表明计算结果吻合情况良好，达到预期结果。
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能 缩短开 发 周期 ， 节省大 量 的试 验 与生 产费 用 。实
践和实验证明， 众多近似分析方法 中， 有限元法是运 用最为成功、 最为有效的数值计算方法。 对 于复杂 曲面造 型 ， 用 Ｃ Ｄ 造 型软 件 相 对 于 使 Ａ Ｃ Ｅ软 件 ， 操作 上 方 便 一 些 。首 先 通过 Ｃ Ｄ造 型 Ａ 在 Ａ 软件 根据 工程 图或 者 实 地 测绘 的尺 寸 来 建 立结 构 的
Ｃ Ｄ模 型 。这样 的模 型 一 般包 括 曲面 、 Ａ 曲线 、 的信 点 息 。然后 ， 单 个 零 件 的 Ｃ Ｄ 文 件 （ 常 分 为 ． 将 Ａ 通 ｐｒ文件 ） 换 为 Ｃ Ｅ软件 能 够 识 别 的 一种 文 件 格 ａｔ 转 Ａ 式 。再将 其 导人 Ｃ Ｅ软 件 中。经 过 拓 扑 修 正 ， Ａ 网格 划分 ， 来得 到 单个 零 件 的 Ｃ Ｅ模 型 。再 通 过 总 成 装 Ａ 配来 完成 结构 的 Ｃ Ｅ建 模 。其 基 本 流 程 如 下 ： 立 Ａ 建 结 构 三维 Ｃ Ｄ实 体模 型 导人 有 限元 分 析软 件一 零 Ａ 件拓 扑修 正＿ 划分 网格 ， ＋ 网格 修 改一 总成装 配一 定义
Ｋ ｗｏｄ ： ａ ｏｙ ｆ ｉ ｌ ｎ ｔ （ Ｅ ； ｏｅ； ｒ ｉｏ ｒｓ ｃｒ ｄ ； ｎｔ ｅｅ ｔ ｈ Ｆ Ｍ） ｍ ｌ ｐｅ ｓ ｎ ｂ ｉ ｅ ｍｅ ｍｅ ｏ ｄ ｄ ｃｉ
１ 有 限元 建 模 方 法 与 流 程
汽 车 的更 新 换 代 很 大 程度 上 取 决 于 车 身 。在汽 车新 车 型的开 发 过 程 中 ， 身设 计 一直 占据 着 主导 车
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｔｅ ａ ｔ ｌ ，ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍ ｆｔ ｅ ｍｏ ｅ ｉｇ ｏ ｎｔ ｌｍｅ ｔｍｅ ｈ ｓｓ ｍｍａｉｅ ． ｈ ｈ ｅ ｉ ｎ ｉｎ Ｃ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｈ ｅ ｒｂ ｅ ｏ ｄ ｌ ｆｆ ｉ ｅｅ ｎ ｔ ｏ ｉ ｕ ｉ ｈ ｎ ｉ ｅ ｄ ｒｚ ｄ Ｔ ｅ ｔ ｒｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ＡＤ
能最 大 限度地保 留零 件 的主要 力学 特征 。
２ ２ 有 限元 网格划 分 ．
根据车身的结构特点、 分析 目的和结构的受力特 点 ， 里 选 用 能 精 确 反 应 车 身 结 构 动 力 学 特 性 的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ这
研 究 与 分 析
・
机械 研 究 与应 用 ・
轻 型 客 车 车 身 有 限元 建模 及 建 模 精 度分 析
白桂 彩
（ 连云港工 贸高等职业技术 学校 ， 苏 连云港 江 ２２６ ） ２ ０ １
摘
要： 总结 了有限元建模 中关键 问题 的处理方 法。根据车身总成 分及 零件 装 配关 系建立 了车身三维 实体 模型 。通
Ｍｏ ｅ ｎ ｆ ｎｔ ｅｅ ｎ ｔｏ ｎ ｒｃ ｉｎ ａ ａｙｉ ｆｒｂ ｄ ｆ ｉｈ ｕ ｄ ｌ ｇｏ ｉ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｍｅ ｔ ｍｅｈ ｄａ ｄ ｐ ｅｉｏ ｎ ｌｓ ｏ ｙｏ ｇ ｔ ｓ ｓ ｓｏ ｌ ｂ
Ｂａ ｉ—ｃ ｉ ｉＧｕ ａ
（ ｉｎｕ ｇ ｎ 庙 ｆ ａｄｔ ｄ ｉｈｒ ｏａｉ ａ — ｅ ｎｃｌ ｃｏｌ Ｉａｙ ｎ ａｇＪ ｎｓ ２ ２ ６ ，Ｃ ｉ ） Ｌ ｙ ｎａ ｇ ｎ ｎ ｒ ｅｈｇ ｅ ｖｃｔ ｎ ｌ ｔ ｈ ｉ ｈｏ，Ｊ ｎｕ ｇ ｎ ｉ ｇｕ ａ ａ ｏ ｃ ａｓ ａ ２０ １ ｈｎ ａ
过车架建模精度分析 ， 证 了有限元建立的模 型满足 了工程 中的需要 ， 验 对车身设计具有一定的参考作 用。
关键词 ： 车身 ； 限元 方法； 有 模型 ； 精度
中图分类号 ： ４ ３ ８ Ｕ ６ ．２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ６— ４ ４ ２ １ ） ５— ０ １ ０ １０ ４ １ （ ００ ０ ０４ — ３
地位 。在 车身 前期 设计 过程 中 ， 利用有 限元 分析 方法
，
件 。在 Ｃ ＴＡ 中 ， 件 的 每 一 个 曲面 都 由各 自的线 ＡＩ 零
段 组成 ， 相邻 的 曲面 之 间 不 能共 用 边 界 线 。这 样 ， 就 不 能满 足 Ａ Ｓ Ｓ中 自动 网格 划 分 的 功 能 要 求 。所 ＮＹ 以， 要先 删除掉 重 复 的线 以及 线 上所 包 括 的点 ， 用 并 布 尔运算 中的相加 功能 把保 留下来 的线连成 一条 线 ，
ｍｏ ｅ ｆｔｅ ｅ ｒｂ ｄ ｓｃ ｅ ｔ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｎ ｃｉｎ ｐ ｏ ｅｔ ｅｗ ｅ ｓ ｅ ｌ ｎ ａ ｔ Ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉｉｎ ａ ａｙ ｉ ｆ ｈ ｄ ｌｏ ａ ｏ ｙｉ ｒａ ｅ ａ ｅ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒｐ ｒ ｂ ｔ ｅ ｎ ａ ｓ ｍｂ ｙ ａ ｄ ｐ ｒ． ｈ ｏ ｇ ｈ ｒ ｃ ｓ ｎ ｌ ｓｓｏ ｅ ｈ ｏ ｙ ｏ ｔ ｔ ｅ ｆａ ｈ ｒ ｍｅ，Ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｓ ｖ ｒ ｉｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅ ｅ ｇｎ ｅｉ ｇ ｔ ｌ ｂ ｓ ｆ ｌ ｏ ｅ ｂ ｓ ｂ ｄ ｅ ｉ ｈ ｄ ｌｉ ｅ ｆｅ ｏ ｔ ｅ ｄ ｍａ ｄ ｉ ｈ ｎ ｉ ｅ ｒ ．Ｉ ｗｉ ｅ ｕ ｅ ｕ ｒｔ ｕ ｏ ｙ ｄ ｓｇ ｉ ｎ ｌ ｆ ｈ ｎ．
以确保相 邻两 面有 公共 边 。简化原 则 是 ： 除对 结构 删 力 学性 能影 响小 的装 配工 艺 孔 、 位 台阶及过 渡 圆角 让 等 工艺结 构 ； 小 面合 并 成 大 面 ， 邻 面要 共 用 一 条 将 相 轮 廓线 ， 以保证 各个 面划 分 出的 网格在 边界 处共 用节 点， 使边 界上 没有 节点 错 开 现 象 ， 样计 算 的 结果 才 这