發(fā)布時間：2020-05-09 14:19

【摘要】：隨著國內(nèi)外工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步,客車車身結(jié)構(gòu)輕量化方法也在不斷發(fā)展。通過相關(guān)文獻(xiàn)資料研究發(fā)現(xiàn),客車車身結(jié)構(gòu)輕量化方法主要分為三個方面:1)新材料的合理使用,主要為強(qiáng)度/密度比值高的材料;2)采用新的制造工藝;3)符合力學(xué)性能的車身結(jié)構(gòu)合理設(shè)計。其中新材料和新工藝已在客車上逐步應(yīng)用,并且在客車車身輕量化實(shí)現(xiàn)中起到越來越顯著的作用,而通過車身結(jié)構(gòu)合理設(shè)計來減輕重量是實(shí)現(xiàn)車身輕量化的根本方法。本文從新材料的應(yīng)用、輕量化結(jié)構(gòu)應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計三個方面對ZK6119車型客車車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,并且實(shí)現(xiàn)了它的輕量化目標(biāo)。本文在對客車輕量化背景以及國內(nèi)外輕量化技術(shù)研究概況進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上,對大客車車身的輕量化進(jìn)行了分析,首先,從新材料的應(yīng)用和制造工藝方面對車身的輕量化進(jìn)行了探討,并且對輕量化材料的應(yīng)用效果進(jìn)行對比分析;其次,從輕量化結(jié)構(gòu)應(yīng)用角度介紹了幾個典型的輕量化結(jié)構(gòu),并說明其應(yīng)用效果和推廣價值;最后,應(yīng)用有限元分析法從結(jié)構(gòu)優(yōu)化角度提出了客車車身結(jié)構(gòu)的輕量化改進(jìn)方案。經(jīng)過對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行基本性能分析,輕量化車身結(jié)構(gòu)骨架布局更加合理,基本不存在高應(yīng)力桿件,剛度性能與原始車身結(jié)構(gòu)保持在同一水平,強(qiáng)度與開口變形性能得到了較大提升。同時,對中門結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),提高了中門的剛度,減小了中門的變形。此外,對一些強(qiáng)度、剛度影響較小且余量較大的構(gòu)件進(jìn)行了輕量化改進(jìn)。在確保整車強(qiáng)度和剛度滿足相關(guān)要求的前提下,車身重量降低了345.84kg。
【圖文】：

圖 2.1 汽車的輕量化設(shè)計材料使用比例綜合來看，高強(qiáng) 度鋼 應(yīng)用 的技 術(shù)難 點(diǎn)在 于它的成 形技 術(shù)比較特殊。十多年以前，高強(qiáng) 度鋼 成形 的主 要問 題是 與范 性應(yīng) 變相 關(guān)的縮頸與開裂問 題，使 零件 的應(yīng) 變程 度低 于臨 界應(yīng) 變值是當(dāng)時的控制 要點(diǎn) 。而十多年后的今天，高 強(qiáng)度 鋼成 形的 主要 問題 是跟 彈 性應(yīng) 力、應(yīng)力 釋放 相關(guān) 的零 件的尺 寸精 度和模壓 回彈等 問題。高強(qiáng) 度鋼成形 過程 中的 主要 問題 為：（1）變形過程中出現(xiàn)加工硬化，屈服強(qiáng)度提高；（2）由于零件厚度減小，零件的形狀穩(wěn)定性較差；（3）缺少該類材料的補(bǔ)償回彈的模具設(shè)計和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗。為了 解決 這些 問題 ，對 高強(qiáng) 度鋼 零件 模具 的設(shè) 計和 選材 極為 關(guān)鍵 。表 2.3 給出 了高 強(qiáng)度 鋼的 力學(xué)性能 。在模 具設(shè) 計過 程中 ，要特 別注 意三個 關(guān)注 和兩 個突 出。三個 關(guān)注是，關(guān)注模具表面粗糙度，保證零件的表面質(zhì)量；關(guān)注模具表面硬化，防止磨損；

圖 3.1 客車風(fēng)道角鐵與側(cè)窗上橫梁結(jié)構(gòu)截面發(fā)設(shè)計時，應(yīng)用了功能整合的方法，創(chuàng)新性地提出將風(fēng)道角鐵為一體的結(jié)構(gòu)，，達(dá)到輕量化的目的。為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的通用化型的同類位置要求，進(jìn)行了不同車型的對比分析，最終確定風(fēng)道固定要求的截面，如圖 3.2 所示為新開發(fā)的功能整合結(jié)截面的型材相對于原來的 L 形角鐵加矩形管的結(jié)構(gòu)，每米長每米長度可以降低焊接工時 10 分鐘。經(jīng)初步測算，此種截面 噸以上，鋼材供應(yīng)商對此截面型材開發(fā)給予了實(shí)質(zhì)性的支持求提供了樣件進(jìn)行試裝，試裝件經(jīng)過整車可靠性試驗，未出能整合的結(jié)構(gòu)得以成功應(yīng)用和推廣。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.822

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2656268