本文關鍵詞：面向安全逃生的電動公交客車結構優(yōu)化設計及分析

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【摘要】：公交客車作為一種運輸大量乘客的大眾運輸服務工具,由于其載客量大等特點,運輸過程中發(fā)生事故時容易造成群死群傷和嚴重的經(jīng)濟損失。為了適應公交客車的發(fā)展要求,提高乘員在發(fā)生緊急情況下的逃生率,廣州某客車廠研發(fā)了一款加裝左側逃生門結構的電動公交客車,由于加裝逃生門使客車車身骨架形成中空開環(huán)結構,導致車身側圍骨架結構剛度不足及上部結構強度不符合法規(guī)要求等結構安全性問題。為此,論文提出面向安全逃生的電動公交客車結構優(yōu)化設計方法,該方法基于折衷規(guī)劃設計理論對客車車身骨架結構進行多工況拓撲優(yōu)化設計,進而對拓撲結果進行可制造化處理并進行尺寸優(yōu)化設計,最后得到結構性能優(yōu)良的面向安全逃生電動公交客車車身骨架。首先以一款基于逃生的電動公交客車樣車骨架為研究對象,基于HyperMesh建立其有限元模型,并通過客車有限元模型的彎曲剛度仿真分析和實車的彎曲剛度實驗對比分析,驗證所建客車骨架有限元模型的正確性及可靠性。在此基礎上,基于HyperWorks有限元分析軟件分析了其滿載彎曲、扭轉典型工況下客車骨架結構靜力學強度及剛度水平;進而,基于LS-DYNA建立該款客車側翻碰撞模型,通過檢驗側翻過程車身骨架抗變形能力,并依據(jù)ECE-R66法規(guī)對其側翻碰撞安全性進行評價。然后,針對加裝逃生門的車身側圍骨架結構剛度較低及其上部強度不符合法規(guī)要求的結構安全性問題,研究了面向安全逃生的電動公交客車車身結構優(yōu)化設計方法,基于折衷規(guī)劃數(shù)學理論建立該款公交客車車身多工況拓撲優(yōu)化模型,通過車身結構拓撲優(yōu)化獲取了該款客車車身合理載荷路徑;進而,結合客車車身設計要求對拓撲結果進行可制造化處理,獲取拓撲優(yōu)化后的客車骨架結構。然后,建立帶有車身骨架截面厚度屬性的客車車身尺寸優(yōu)化模型,獲取車身骨架的最優(yōu)厚度值。最后將優(yōu)化后的面向安全逃生電動公交客車骨架與基于逃生的原客車骨架性能進行分析對比,結果表明,面向安全逃生的客車骨架解決了原骨架側圍結構剛度較低及側翻仿真測試下上部強度不符合法規(guī)要求等結構安全性問題,且客車骨架在滿足各項性能要求的前提下,減重3.23%,其輕量化水平亦有一定提高。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.13

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本文編號：1177840