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1、客 車 車 身 結 構 設 計 及 分 析XXXX答辯人：XXXXXXXXXXX 0102030405 緒 論 背 景研 究 思 路 方 法關 鍵 技 術 難 點研 究 成 果論 文 總 結CONTENTS目 錄 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結1.1 研究背景 01在一個新車型的開發(fā)中，40% 的設計師和工程師是從事車身相關的開發(fā)。車身已經成為汽車產品中最活躍的因素。 02目前國內應用有限元技術在車身結構的研究主要集中在以重量最輕為目標，通過對扭轉和彎曲兩種工況進行強度和剛度的優(yōu)化，通過模態(tài)分析的得到結構的固有頻率，從而避免共振。 03我國的客車工業(yè)比發(fā)達國家弱后很多關鍵

2、在于車身技術的落后。因此，此設計分析的結果對如何優(yōu)化車身的結構很有意義。 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結2.1 設計原理 將結構離散化，用有限個容易分析的單元來表達復雜的對象，單元之間通過有限個節(jié)點來連接。根據變形協(xié)調條件綜合求解，只要改變單元的數目，就可以得到與真實情況無限接近的解。 KU=QK結構整體的剛度矩陣U節(jié)點位移矩陣 Q節(jié)點載荷矩陣 空 間 梁 單 元 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結2.1 設計原理 有 限 元 法 分 析 的 一 般 流 程 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結2.2 研究思路概述建立客車車身的模型和骨架

3、的設計 對彎曲、扭轉兩種工況進行靜態(tài)分析 導入ANSYS進行網格劃分，給定相應的載荷和邊界約束條件，隨后進行有限元的分析進行模態(tài)分析得到客車車身的固有頻率1 43 2 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結3.1 車身模型的建立 前圍曲面是由c1、c2、c3曲線組成。 后圍曲面由c7曲線沿著c9曲線掃掠而成。 車身兩邊的曲面由c6曲線平行地沿著c8掃掠而成。 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 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結3.2 車身骨架的設計 橫 梁 平 面 草 圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點

4、 研究成果 論文總結 典 型 的 半 承 載 式 客 車 車 身 車 身 骨 架 有 限 元 模 型 圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結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 關鍵技術難點 研究成果 論文總結4.1 靜態(tài)分析 彎 曲 工 況 下 車 身 的 總 變 形 圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結 彎曲工況下等效應力云圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結 左 后 輪 懸 空 工 況 下 車 身 的 總 變 形 圖 左 后 輪 懸 空 工 況

5、下等效應力云圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結 右 后 輪 懸 空 工 況 下 車 身 的 總 變 形 圖 右 后 輪 懸 空 工 況 下等效應力云圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結 前十階模態(tài)振型圖 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結 前十階模態(tài)振型圖 發(fā) 動 機 怠 速 轉 速 頻 率 的 經 驗 公 式 本 文 采 用 四 沖 程 四 缸 發(fā) 動 機怠 速 轉 速 為 750r/min發(fā) 動 機 的 怠 速 轉 速 頻 率 25HZ 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結4.2 模態(tài)分析 車 身 骨 架 前 十

6、階 模 態(tài) 頻 率 Mode Frequency Hz1. 2.36392. 2.91123. 4.9164. 6.87655. 8.9518 6. 9.19867. 11.6068. 12.9369. 14.27110. 16.161 緒論背景 研究思路 關鍵技術難點 研究成果 論文總結5. 論文總結 從原模型的計算結果可以看出，車身骨架高應力區(qū)有三部位：底架主縱梁與前后鋼板彈簧支撐梁位置處;前門立柱附近區(qū)域;車頂中部與側窗上沿過渡處1 彎曲工況下，骨架的變形和應力較小，滿足強度和剛度要求。在左后輪懸空工況下，車身前門立柱應力超過需要應力，需要對門梁的截面尺寸進行優(yōu)化。2 總體上車身骨架的變形量較小，從整體結構看，門窗對角線變形大小尤為重要，彎扭工況下個門窗對角線位移較小，該車身結構可以滿足剛度要求。3 車身的前十階的固有頻率都低于20HZ,而路面激勵頻率低于25HZ,發(fā)動機怠速轉速頻率25HZ左右，這會造成車身骨架發(fā)生共振，所以要提高固有頻率。4課題基本結論 骨 架 材 料 的 許 用 屈 服 應 力 =153 MPa，底 架 材 低 合 金 結 構 鋼 的 許 用 屈 服 應 力 =220 MPa 請各位老師指正答辯人：李兆飛