【摘要】：隨著傳統(tǒng)內燃機汽車的大量使用,環(huán)境污染問題和能源短缺問題正變得愈發(fā)嚴峻。因此,以純電動客車為代表的清潔、環(huán)保的交通工具迎來了更加廣闊的發(fā)展空間。目前,大多數(shù)純電動客車具有整車質量大、結構強度分布不合理、續(xù)駛里程短等劣勢。本課題針對一款12米長的純電動公交客車,基于有限元法對其進行了結構分析,并開展了輕量化方面的研究�；谟邢拊ǖ慕Y構分析。在HyperMesh中完成了客車的有限元建模,并通過樣車的靜態(tài)試驗驗證了模型的正確性。通過Nastran對其進行了五種典型道路工況下的強度、剛度分析以及自由模態(tài)分析。結果表明,該車的各項性能指標均滿足要求,同時強度余量較大,可以進行輕量化設計�；诔叽鐑�(yōu)化的輕量化研究。根據(jù)有限元分析的結果,對骨架上各構件進行了篩選和分組。并以整車骨架自重最小作為優(yōu)化目標,以各組構件的厚度作為設計變量,以客車在各工況下的最大應力、骨架主要開口處的變形以及一階扭轉頻率作為約束,對客車進行了尺寸優(yōu)化。最終該車在各項性能都滿足要求的前提下,客車骨架的質量理論上從3012千克降至1677千克,減重44.3%�；趶秃喜牧系目蛙囕p量化研究。首次基于碳纖維復合材料對該客車的骨架進行了重新設計:首先設計了客車骨架上各結構件的復合材料鋪層方案,然后將骨架材料從原來的高強度鋼替換成碳纖維材料。之后根據(jù)有限元分析的結果以及復合材料強度失效準則,對復合材料客車上部分鋪層進行了小范圍的改進和調整。最終該車在各項性能都滿足要求的前提下,骨架的質量理論上從3012千克降至858.4千克,減重71.5%。
【圖文】：

國際鋼鐵協(xié)會把抗張力在 270～700 MPa 的鋼鐵稱為高強度鋼[18]。高強度高、成本低的特點，，密度和普通的鋼材相當，因此可以在結構做的情況下依然保證結構的安全性。與其他的金屬材料相比，高強度鋼比較簡單，并且在材料的采購成本方面擁有極大的優(yōu)勢。因此它成為車行業(yè)應用最為廣泛的輕量化材料，主要用于制造車身承力的結構件合金、復合材料等輕質、低密度新型材料相比，高強度鋼的減重效果般，無法獲得最為理想的輕量化效果。通過在鋁中加入某些其他元素得到的鋁合金是一種高強度、高硬度、高度的材料，并且擁有優(yōu)秀的耐蝕性和抗疲勞性[19]。根據(jù)美國鋁學會的露，與鋼制車身相比，理論上鋁合金車身可減重 40%左右[19]，顯著的燃油經濟性。如圖 1-1 所示，國外相關機構預測，未來數(shù)年內鋁合的應用比例將會持續(xù)攀高，到 2025 年平均每臺車上鋁質材料的使用0 磅。鋁合金的材料成本相對較高，并且與傳統(tǒng)的鋼制車身相比，鋁加工工藝截然不同，需要引入全新的總裝生產線，設備投資成本較高鋁合金的大規(guī)模應用只能局限在售價較高的高端車型上。

第二章 純電動客車的有限元建模第二章 純電動客車的有限元建模全承載式客車模型主要包括車身骨架、蒙皮結構、內外飾、動力總成、空、懸架等，整車載荷主要通過車身骨架來承受。骨架是通過將各種尺寸矩形鋼管、槽鋼、鋼板以及少量截面形狀不規(guī)則的桿件等以焊接的方式而成的。如圖 2-1 所示，本文的研究對象是來自上汽申沃客車的一款 12 米長的交客車。該車靠電機驅動，作為客車動力源的車載動力電池包一部分被車頭部的頂蓋上，另一部分被放置在客車尾部的底架上。該車主要用于短途通行，相關技術參數(shù)如表 2-1 所示，包括司機座椅在內車上一共有 9 個，雙人座椅 12 個。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2666984