客車(chē)車(chē)身骨架的案例
基于optistruct客車(chē)車(chē)身骨架模態(tài)分析 ￥65
本案例是基于optistruct對(duì)某客車(chē)車(chē)身骨架進(jìn)行模態(tài)分析。
前10階模態(tài)頻率及陣型結(jié)果動(dòng)畫(huà)
前10階模態(tài)頻率結(jié)果如下：
本案例含模型文件及結(jié)果文件，凡購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友針對(duì)本案例的分析有什疑問(wèn)均可與我交流。
客車(chē)骨架典型強(qiáng)度分析
（1）水平彎曲工況
水平彎曲工況下，車(chē)身骨架承受的載荷主要是由車(chē)身、動(dòng)力總成、備用輪胎、電瓶、散熱器、壓縮機(jī)、油箱和油、司機(jī)座椅、乘客、行李箱、清潔水箱、玻璃等的質(zhì)量在重力加速度作用下而產(chǎn)生的。該工況模擬客車(chē)在平坦路面以較高車(chē)速勻速行駛時(shí)產(chǎn)生的對(duì)稱垂直載荷。它是經(jīng)常行駛于平坦道路上的大客車(chē)主要運(yùn)行情況，其車(chē)速較高、車(chē)身骨架扭轉(zhuǎn)角不大，它主要承受由垂直振動(dòng)所引起的較大的彎曲載荷。載荷與邊界條件
水平彎曲工況下，車(chē)身骨架承受的載荷是主要質(zhì)量在重力加速度作用下而產(chǎn)生的。本文根據(jù)車(chē)載質(zhì)量的空間布置情況將它們換算節(jié)點(diǎn)載荷施加在其布置位置的梁的節(jié)點(diǎn)上。
此外，為消除車(chē)身骨架的剛體位移，需要對(duì)骨架與懸架的裝配位置的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行約束。水平彎曲工況下，其邊界條件為:約束前輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平動(dòng)自由度UX, UY, UZ，從而釋放三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度ROTX, ROTY, ROTZ;約束后輪裝配位置處節(jié)點(diǎn)的垂直方向自由度UZ，釋放其它自由度。
水平彎曲工況加載示意圖
(2)極限扭轉(zhuǎn)工況
整車(chē)滿載水平放置，后兩輪固定，前軸間加一極限扭矩(前軸負(fù)荷的一半乘以輪距)，相當(dāng)于客車(chē)單輪懸空的極限受力情況，模擬客車(chē)在崎嶇不平的道路上低速行駛時(shí)產(chǎn)生的斜對(duì)稱垂直載荷。極限扭矩計(jì)算公式:T =P x L/2，其中T表示計(jì)算扭矩、p表示前橋懸掛負(fù)荷、L表示前輪輪距。扭轉(zhuǎn)工況下的動(dòng)載，在時(shí)間上變化得很緩慢，所以慣性載荷也很小，因此，車(chē)身的扭轉(zhuǎn)特性也可以近似地看作是靜態(tài)的，而試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，靜態(tài)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)所測(cè)得的骨架的薄弱部位一致。即靜態(tài)扭轉(zhuǎn)時(shí)骨架上的大應(yīng)力點(diǎn)，就可以用來(lái)判定動(dòng)載時(shí)的大應(yīng)力點(diǎn)。
展開(kāi) 客車(chē)車(chē)身骨架有限元分析
1、客車(chē)骨架四種典型工況強(qiáng)度分析：
模型建立：
建模過(guò)程中將整體骨架劃分為7個(gè)部分：前圍、后圍、左側(cè)圍、右側(cè)圍、車(chē)內(nèi)扶手、頂棚和車(chē)架，如圖2所示。通過(guò)模塊的劃分，一方面可以增加協(xié)作性，項(xiàng)目組每個(gè)成員劃分一個(gè)部分的網(wǎng)格，然后整體連接；另一方面可以減少模型連接的錯(cuò)誤，在每個(gè)劃分的總成里面獨(dú)立檢查模型，然后整體檢查模型的連接。
焊縫處理：
有限元模型中，縫焊的模擬主要采用兩種方式：一種是節(jié)點(diǎn)共用，這種方式的精度很高，但是建模效率較低；另一種是采用剛性梁?jiǎn)卧诳p焊位置連接相應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn)來(lái)模擬實(shí)際的焊接，這種連接方式不必要求節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格對(duì)齊，可大大提高效率。本文主要采用共用節(jié)點(diǎn)的方式，對(duì)于部分接頭，共用節(jié)點(diǎn)比較困難，則采用剛性連接。
邊界條件及工況
本分析主要研究四種典型工況下的強(qiáng)度，工況描述如圖4所示[10~11]。圖中a、b、c、d四點(diǎn)表示四個(gè)板簧中心點(diǎn)位置，通過(guò)約束這四個(gè)點(diǎn)來(lái)組合模擬各種工況。表1描述了四種工況，其中g(shù)表示重力加速度，約束的數(shù)字表明的是該位置的自由度方向，“1、2、3”分別表示X，Y，Z三個(gè)自由度方向，“-”表示該位置無(wú)載荷或者無(wú)約束。
展開(kāi) 客車(chē)車(chē)身骨架側(cè)翻仿真分析資料匯整
客車(chē)有限元模型
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客車(chē)骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化
載荷施加模擬客車(chē)真實(shí)載荷情況，主要考慮空調(diào)，換氣機(jī)，五個(gè)電池包，乘客載荷以及其它，載荷以壓力和集中載荷的形式施加，其中集中載荷施加位置需要?jiǎng)?chuàng)建多點(diǎn)RBE2單元分散集中載荷，壓力通過(guò)Analysis-pressures創(chuàng)建。
四 模態(tài)分析
車(chē)身骨架的振動(dòng)特性與車(chē)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、乘坐舒適性等性能有直接聯(lián)系，振動(dòng)特性與車(chē)身運(yùn)行時(shí)的模態(tài)頻率息息相關(guān)，同時(shí)，模態(tài)分析也是下一步分析說(shuō)必須要的過(guò)程。
對(duì)車(chē)架在實(shí)際使用工況下模擬其約束模態(tài)能分析其動(dòng)態(tài)相應(yīng)情況，自由模態(tài)雖然能反映車(chē)架固有屬性，但在實(shí)際使用環(huán)境中并不具有實(shí)際參考意義。
約束模態(tài)分析最重要的兩點(diǎn)就是創(chuàng)建合適的約束以及正確設(shè)置加載步，為得到客車(chē)實(shí)際工況極限彎曲、扭轉(zhuǎn)、兩種工況下的車(chē)架模態(tài)頻率，有如下兩種約束以及相應(yīng)的前六階頻率及其振型圖。
展開(kāi) 客車(chē)車(chē)身試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析及其在車(chē)身定型中的應(yīng)用
客車(chē)車(chē)身試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析及其在車(chē)身定型中的應(yīng)用
拓?fù)鋬?yōu)化動(dòng)力電池輕量化箱體設(shè)計(jì)
電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力電池的裝配容量與整車(chē)輕量化的關(guān)系[J].《客車(chē)技術(shù)與研究》,2012(4):23-25
[2]武萬(wàn)斌,年雪山. 汽車(chē)輕量化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) [J]. 《汽車(chē)工程師》, 2017(1):15-17
[3]王登峰,毛愛(ài)華,牛妍妍,魏建華,等 基于拓?fù)鋬?yōu)化的純電動(dòng)大客車(chē)車(chē)身骨架輕量化多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》, 2017.30(2):136-143
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[5]Pedersen C B W. Topology optimization design of crushed 2D-frames for desiredenergy absorption history [J]. Structural and multidisciplinary optimization,2003.25(5/6):368-382
[6]Bendsoe & Sigmund. Topology optimization theory methods andapplications[J]. springer, 2003
作者： 雨果cae
來(lái)源新能源車(chē)振動(dòng)與安全
展開(kāi) 純電動(dòng)客車(chē)骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化（模態(tài)分析、極限工況分析、靜力分析、拓?fù)鋬?yōu)化）
載荷施加模擬客車(chē)真實(shí)載荷情況，主要考慮空調(diào)，換氣機(jī)，五個(gè)電池包，乘客載荷以及其它，載荷以壓力和集中載荷的形式施加，其中集中載荷施加位置需要?jiǎng)?chuàng)建多點(diǎn)RBE2單元分散集中載荷，壓力通過(guò)Analysis-pressures創(chuàng)建。
四 模態(tài)分析
車(chē)身骨架的振動(dòng)特性與車(chē)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、乘坐舒適性等性能有直接聯(lián)系，振動(dòng)特性與車(chē)身運(yùn)行時(shí)的模態(tài)頻率息息相關(guān)，同時(shí)，模態(tài)分析也是下一步分析說(shuō)必須要的過(guò)程。
對(duì)車(chē)架在實(shí)際使用工況下模擬其約束模態(tài)能分析其動(dòng)態(tài)相應(yīng)情況，自由模態(tài)雖然能反映車(chē)架固有屬性，但在實(shí)際使用環(huán)境中并不具有實(shí)際參考意義。
約束模態(tài)分析最重要的兩點(diǎn)就是創(chuàng)建合適的約束以及正確設(shè)置加載步，為得到客車(chē)實(shí)際工況極限彎曲、扭轉(zhuǎn)、兩種工況下的車(chē)架模態(tài)頻率，有如下兩種約束以及相應(yīng)的前六階頻率及其振型圖。
展開(kāi) 客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化及車(chē)內(nèi)噪聲分析
一方面運(yùn)用有限元、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法的有效結(jié)合對(duì)客車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析進(jìn)行了有益的嘗試，對(duì)汽車(chē)的優(yōu)化技術(shù)有較強(qiáng)的理論與實(shí)踐意義。另一方面，為客車(chē)車(chē)內(nèi)噪聲尤其是低頻噪聲控制尋求新韻途徑，有較強(qiáng)的工｛曼實(shí)用意義。對(duì)ＣＡＥ技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的運(yùn)用有一定的參考價(jià)值。
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客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)有限元分析（博士論文）
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客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)有限元分析（博士論文）
CATIAV5軟件環(huán)境下客車(chē)車(chē)身數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)
分析三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在客車(chē)車(chē)身開(kāi)發(fā)中的重要作用,研究客車(chē)車(chē)身三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的方法,并以某客車(chē)車(chē)身設(shè)計(jì)為例闡述在catia V5環(huán)境下由外形輪廓線構(gòu)造客車(chē)表面模型的造型設(shè)計(jì)方法,以及在造型數(shù)字模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行蒙皮和骨架總成的設(shè)計(jì)方法。
CATIAV5軟件環(huán)境下客車(chē)車(chē)身數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù).PDF
論文
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